Linux（静态动态库，缓冲区输出问题，fork()父子进程，逻辑物理地址，僵死进程，孤儿进程，主函数参数）

静态库与动态库静态库的产生将.c文件编译为.o文件gcc -c 文件名.c使用ar命令将第一步生成的.o文件变成静态库文件(ar crv libfoo.a add.o max.o)使用生成的静态库文件和main.c文件生成可执行文件main(gcc -o main main.c -L. -lfoo)执行可执行文件./main静态库生成的可执行文件在静态库被删除时可执行文件依然能够执行(在编译的时候编译器已将所有引用代码复制到可执行文件中一旦链接完成就不再需要静态库了动态库的产生前两步与静态库相同需要得到.o文件生成动态库文件gcc -shared -fPIC -o libfoo.so add.o max.o生成可执行文件gcc -o mian1 main.c -L -lfoo将动态库文件拷贝到/usr/lib下然后执行可执行文件动态库生成的可执行文件再动态库被删除后可执行文件不能执行编译阶段仅记录可执行文件对动态库的依赖关系不复制库代码是运行时才开始链接的所以必须依赖动态库main大----静态库 main1-----动态库内存空间占用静态库缺点 每个静态库生成的可执行文件都会有一份库代码的副本导致体积大且多个程序运行时会重复占用内存优点 不依赖外部文件移植性强复制可执行文件即可执行动态库缺点 依赖外部文件移植性差必须保证对应系统中有动态库优点 节省内存只需要在磁盘上存一份即可多个可执行文件共性同一份库文件共享内存缓冲区输出问题1.输出时机缓冲区被强制刷新例如\n 缓冲区会立马输出缓冲区中的内容然后清空fflush()也可以进行强制刷新将缓冲区内容输出到文件中缓冲区已满无法v放入新内容则会立即输出缓冲区中的内容进程结束时缓冲区中的内容会被输出exit(): C标准库函数 stdlib.h用户态内核态操作执行用户退出函数刷新并关闭I/O数据流缓冲区的数据会被刷新到终端或者文件中标准输出文件stdout清理进程的私有资源堆内存全局变量内存变量失效调用内核态的_exit()_exit(): 系统调用 unistd.h直接内核态出发内核回收机制内核空间立即收回进程资源将退出状态码返回给父进程没有任何缓冲区的体现将缓冲区中的内容丢掉了使用场景普通单进程使用exit多进程子进程优先使用_exit()----不会对父进程里面的东西造成影响fork()的调用父进程与子进程调用该函数的时候会复制一份进程子进程在被复制出来的时候会继承父进程缓冲区里面的东西返回值会出现三种情况如果返回值为-1表示进程复制失败进程资源满了如果返回值为大于0的数子进程的进程号PID表示当前处于父进程之中如果返回值等于0表示当前处在子进程之中注意写时拷贝子进程写入的时候再进行拷贝父进程fork之后子进程与父进程的资源相同核心思想时“先延时拷贝操作仅在操作时进行”避免资源浪费为什么进行写时拷贝以前拷贝时进行全量拷贝包括数据段代码段堆栈完整的复制到子进程的空间中父进程会调用exec替换进程加载新程序会覆盖原有的地址空间或进行修改少量数据此时就会造成“用不到的内存页或者不会进行修改的内存页的浪费”只有当内存页被修改的时候才会进行拷贝逻辑地址和物理地址解释理解CPU的核心使用逻辑地址MMU将逻辑地址转化为物理地址然后内存控制器拿着物理地址去内存存取数据故最终输出的是物理地址逻辑地址是进程运行的时候分配的一部分空间虚拟地址仅在程序运行时有效物理地址真实保存在内存上的一块地址是直接的内存地址线编号使用者逻辑地址开发者进程 物理地址内存控制器空间范围逻辑地址由操作系统分配与物理内存无关例如32位操作系统进程的逻辑空间大 小4G物理地址等于物理内存硬件容量维度逻辑地址 (虚拟地址)物理地址使用者进程 CPU核心MMU(翻译官)内存控制器视角进程的“主观视角”连续的、私有的、从0开始的假想世界。硬件的“客观视角”真实的、唯一的、所有进程共享的物理内存世界。数量每个进程都有一套从 0 开始的逻辑地址空间。整个系统只有一套物理地址空间。可见性进程可见、程序员可见我们打印的地址就是它。进程不可见、普通程序员基本看不到。是否可变对单个进程来说逻辑地址空间大小固定但映射关系可变。操作系统动态管理哪块物理内存空闲、哪块被占用。早期只有物理地址三个缺点内存冲突多个进程访问同一物理地址时会导致数据的覆盖内存的浪费程序需要的是连续的物理内存但若空间中有小块的空闲内存就会导致浪费即使总空闲空间足够也无法存储安全性低程序可直接访问物理地址可能会恶意修改系统内存数据通过地址空间隔离和动态映射使逻辑空间解决上面的问题每个进程具有独立的“虚拟地址空间”无法直接访问对方的逻辑地址不会冲突逻辑地址无需对应连续的物理地址操作系统可将分散的物理内存碎片“拼接”成连续的逻辑地址地址转换时加上权限检查防止越权访问逻辑地址转化为物理地址将内存分页操作系统将逻辑地址空间和物理地址空间划分为固定的“页”例如4KB一页逻辑地址——逻辑页每个逻辑页有一个逻辑页号VPN物理地址——物理页每一个物理页有个物理页框号(PFN)eg:32位操作系统就会有32位的逻辑地址按4KB分页每个逻辑页的页号VPN占20位页内偏移占12位4KB2的12次方假设int a0x1234(逻辑地址0x00401000),32位系统4KB分页得到VPN0x00401前20位页内偏移0x000MMU通过VPN进行查表假设查出来的FPN0x12345得到真实物理地址将FPN与页内偏移拼在一起0x12345000内存控制器访问真实物理地址将数值0x1234写入该地址完成变量的赋值逻辑地址是在程序编译时确定下来僵死进程子进程先于父进程结束且父进程没有得到子进程的退出码exit()这时子进程会变成僵死状态得到退出码在父进程里面加wait()父进程会等待子进程进行完之后再开始运行获取子进程的退出码子进程exit(退出码数值)父进程int val;wait(val);---val是用来存放子进程的退出信息的// 阻塞等待子进程结束并把子进程的退出信息写入val解决退出码是十进制的问题WIFEXITEDval判断子进程是否正常退出返回值true falseWEXITSTATUS(val) : 获取正常退出码孤儿进程父进程先于子进程结束子进程会被系统重新分配一个父进程进程管理器自动分配子进程不会因为父进程的结束而结束主函数的参数int main(int argc,char *argv[],char *envp[]);argc参数个数argv参数内容envp环境变量代码greet.cc#include stdio.h int main(int argc, char *argv[]) { printf(程序被调用共收到 %d 个参数。\n, argc); for (int i 0; i argc; i) { printf(参数 %d: %s\n, i, argv[i]); } return 0; }编译并运行bashgcc greet.c -o greet ./greet Alice Bob Hi there输出text程序被调用共收到 4 个参数。 参数 0: ./greet 参数 1: Alice 参数 2: Bob 参数 3: Hi there