Linux操作系统分析实验-多线程与内核模块编程，实验一

实验一  多线程与内核模块编程

一、实验目的

1、理解Linux下进程的结构；

2、理解Linux下产生新进程的方法（系统调用—fork函数）；

3、掌握如何启动另一程序的执行；

4、理解Linux下线程的结构；

5、理解Linux下产生新线程的方法；

6、理解Linux系统下多进程与多线程的区别

7、了解什么是管道

8、熟悉UNIX/LINUX支持的管道通信方式

9、理解内核模块的编写和装载方法

二、实验内容

1、利用fork函数创建新进程，并根据fork函数的返回值，判断自己是处于父进程还是子进程中；

2、在新创建的子进程中，使用exec类的函数启动另一程序的执行；分析多进程时系统的运行状态和输出结果；

3、利用最常用的三个函数pthread_create，pthread_join和pthread_exit编写了一个最简单的多线程程序。理解多线程的运行和输出情况；

4、利用信号量机制控制多线程的运行顺序，并实现多线程中数据的共享；

5、分析Linux系统下多进程与多线程中的区别。

6、编写一个HelloWorld内核模块，并进行装载和卸载操作。

三、实验原理

1、Linux系统下多进程编程：

（1）理解Linux下进程的结构：

Linux系统中一个进程在用户内存里有三部份的数据，就是“数据段”，“堆栈段”和“代码段”，一般的CPU, 如I386，都有上述三种段寄存器，以方便操作系统的运行。“代码段” 就是存放了程序代码的数据，堆栈段存放的就是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量。而数据段则存放程序的全局变量，常数以及动态数据分配的数据空间（比如用malloc之类的函数取得的空间）。系统如果同时运行数个相同的程序，它们之间就不能使用同一个堆栈段和数据段。

（2）利用fork（）函数创建进程和利用exec类的函数来启动进程的执行

     一个程序调用fork函数，系统就为一个新的进程准备了前述三个段，首先，系统让新的进程与旧的进程使用同一个代码段，因为它们的程序还是相同的，对于数据段和堆栈段，系统则复制一份给新的进程，这样，父进程的所有数据都可以留给子进程，但是，子进程一旦开始运行，虽然它继承了父进程的一切数据，但实际上数据却已经分开，相互之间不再有影响了，也就是说，它们之间不再共享任何数据了。

    一个进程一旦调用exec类函数，它本身就“死亡”了，系统把代码段替换成新的程序的代码，废弃原有的数据段和堆栈段，并为新程序分配新的数据段与堆栈段，唯一留下的，就是进程号，也就是说，对系统而言，还是同一个进程，不过已经是另一个程序了。

这样就实现了多进程编程和运行了。

2、Linux系统下多线程编程

（1）为什么使用多线程？

      使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常“节俭”的多任务操作方式。在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种“昂贵”的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计，总的说来，一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右。

     使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击，这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。

多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，还有以下的优点：

1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。

2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。

3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。

（2）多线程编程

    Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。

利用函数pthread_create来创建一个线程，利用函数pthread_join来等待一个线程的结束。多线程编程实例见实验指导书。

3、管道通信

所谓管道，是指能够连接一个写进程和一个读进程的、并允许它们以生产者—消费者方式进行通信的一个共享文件，又称为pipe文件。由写进程从管道的写入端（句柄1）将数据写入管道，而读进程则从管道的读出端（句柄0）读出数据。

（1）有名管道

一个可以在文件系统中长期存在的、具有路径名的文件。用系统调用mknod( )建立。它克服无名管道使用上的局限性，可让更多的进程也能利用管道进行通信。因而其它进程可以知道它的存在，并能利用路径名来访问该文件。对有名管道的访问方式与访问其他文件一样，需先用open( )打开。

（2）无名管道

一个临时文件。利用pipe( )建立起来的无名文件（无路径名）。只用该系统调用所返回的文件描述符来标识该文件，故只有调用pipe( )的进程及其子孙进程才能识别此文件描述符，才能利用该文件（管道）进行通信。当这些进程不再使用此管道时，核心收回其索引结点。

二种管道的读写方式是相同的，本实验只用无名管道。

（3）pipe文件的建立

分配磁盘和内存索引结点、为读进程分配文件表项、为写进程分配文件表项、分配用户文件描述符

（4）读/写进程互斥

内核为地址设置一个读指针和一个写指针，按先进先出顺序读、写。

为使读、写进程互斥地访问pipe文件，需使各进程互斥地访问pipe文件索引结点中的直接地址项。因此，每次进程在访问pipe文件前，都需检查该索引文件是否已被上锁。若是，进程便睡眠等待，否则，将其上锁，进行读/写。操作结束后解锁，并唤醒因该索引结点上锁而睡眠的进程。

四、实验步骤

   要求写出实验过程和思路（用文字表述，或画流程图，或写出伪代码都可以）。

1、Linux中的fork()函数是用于创建一个新进程的系统调用。父进程和子进程的区别在于fork()函数的返回值不同，父进程中fork()函数返回子进程的进程ID，而子进程中fork()函数返回0。因此，我们可以通过判断fork()函数的返回值来确定当前进程是父进程还是子进程。

伪代码：

初始化进程ID变量 pid 和 pid2，以及返回值变量 retpid

获取当前进程ID并赋值给 pid

输出 "before fork:pid=" 并连接 pid 的值

执行 fork 操作，返回值赋值给 retpid

获取当前进程ID并赋值给 pid2

输出 "after fork:pid=" 并连接 pid2 的值

If  pid 等于 pid2，则：

输出 "this is father print=" 并连接 retpid 的值

else： 输出 "this is child print,=" 连接 retpid 的值，后跟 ",", 并连接 getpid() 的值

Return 0

Fork()函数返回值是负数，说明子进程创建失败；返回值是0，则说明处于子进程中；返回值是子进程的进程号，则说明处于父进程中。

伪代码：

* int main()

* int pid = fork()

* 返回值

* -1: 子进程创建失败

* 0: 处于子进程中

* >0: 处于父进程中，返回值是子进程进程号

* switch (pid)

* case -1:

* printf("fork fail!\n")

* exit(1)

* case 0:

* execl("/bin/ls", "ls", "-1", "-color", NULL)

* 子进程用exec()装入命令ls

* exec()后，子进程的代码被ls的代码取代

* printf("exec fail!\n")

* exit(1)

* default:

* wait(NULL)

* 父进程等待子进程结束后才执行

* printf("ls completed !\n")

* exit(0)

2、在新创建的子进程中，使用exec类的函数启动另一程序的执行；分析多进程时系统的运行状态和输出结果；

3、利用最常用的三个函数pthread_create，pthread_join和pthread_exit编写了一个最简单的多线程程序。理解多线程的运行和输出情况；

调用函数pthread_create来创建三个线程（在创建一个线程后，可以调用pthread_exit函数使当前线程终止并返回一个值，该值可由函数pthread_join()获取），如果函数返回值不为0，则说明创建线程失败，直接退出程序。调用函数pthread_join来等待所有线程结束，函数返回值不为0，则说明还有线程没有退出；打印相应的信息，退出程序。

理解多线程的运行和输出情况；

（1）运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。

（2）线程间方便的通信机制。由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。

伪代码：

主程序：

    定义线程标识符 id

    创建线程，指定执行函数为 thread

    如果创建线程失败：

        打印错误消息

        退出程序

    循环3次：

        打印主进程信息

    等待线程结束，获取线程返回值

    打印线程返回的值

线程函数 thread：

    参数：无

    循环3次：

        打印线程信息

        结束线程并返回值8

4、利用信号量机制控制多线程的运行顺序，并实现多线程中数据的共享；

伪代码:

主程序:

    初始化信号量 sem 为 0

    创建线程 t1 执行 HandleData1

    创建线程 t2 执行 HandleData2

    创建线程 t3 执行 ReadData1

    创建线程 t4 执行 ReadData2

    等待线程 t1 结束

ReadData1:

    打开文件 1.dat

    当没有到达文件末尾:

        读取一对整数到缓冲区 stack

        信号量 sem 加一

        缓冲区大小 size 加一

    关闭文件

ReadData2:

    打开文件 2.dat

    当没有到达文件末尾:

        读取一对整数到缓冲区 stack

        信号量 sem 加一

        缓冲区大小 size 加一

    关闭文件

HandleData1:

    无限循环:

        等待信号量 sem

        从缓冲区 stack 读取数据

        执行加法运算并打印结果

        缓冲区大小 size 减一

HandleData2:

    无限循环:

        等待信号量 sem

        从缓冲区 stack 读取数据

        执行乘法运算并打印结果

        缓冲区大小 size 减一

5、编写一个HelloWorld内核模块，并进行装载和卸载操作。

编写内核模块代码

编写初始化函数init_module或者使用宏module_init来声明。这个函数将在模块装载时执行。

编写清理函数cleanup_module或者使用宏module_exit来声明。这个函数将在模块卸载时执行。

在初始化函数中，使用printk函数打印“Hello World”信息到内核日志。

在清理函数中，同样使用printk打印一个信息表示模块被卸载。

编写Makefile

创建一个Makefile来编译内核模块。

使用内核构建系统的make命令来编译模块。

编译内核模块

运行make命令来编译你的内核模块。

装载内核模块

使用insmod命令装载编译好的内核模块。

验证模块是否装载成功

使用lsmod命令来检查模块是否在列表中。

使用dmesg命令来检查内核日志，查看“Hello World”信息是否被打印。

卸载内核模块

使用rmmod命令卸载你的内核模块。

验证模块是否卸载成功

再次使用lsmod检查模块是否从列表中移除。

使用dmesg检查内核日志，确认卸载信息被打印。

五、实验数据及源代码

（学生必须提交程序源代码，并有注释）

1、利用fork函数创建新进程，并根据fork函数的返回值，判断自己是处于父进程还是子进程中；

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{pid_t pid;pid_t pid2;pid_t retpid;pid = getpid();printf("before fork:pid=%d\n", pid);retpid = fork();pid2 = getpid();printf("after fork:pid=%d\n", pid2);//子进程返回值是0，父进程返回值是子进程pid号if (pid == pid2) {printf("this is father print%d\n", retpid);}else {printf("this is child print,%d,pid=%d\n", retpid, getpid());}return 0;
}

2、在新创建的子进程中，使用exec类的函数启动另一程序的执行；分析多进程时系统的运行状态和输出结果；

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/wait.h>int main()
{int pid = fork();  //返回值：负数，子进程创建失败；返回值：0，则处于子进程中；返回值是子进程的进程号，则处于父进程中。switch (pid) {case  -1:printf("fork fail!\n"); exit(1); case  0: //子进程在执行execl("/bin/ls", "ls", "-1", "-color", NULL);  //子进程用exec( )装入命令ls ，exec( )后，子进程的代码被ls的代码取代，这时子进程的PC指向ls的第1条语句，开始执行ls的命令代码。printf("exec fail!\n");exit(1); default: //父进程在执行wait(NULL); //父进程等待子进程结束后才执行printf("ls completed !\n");exit(0);}
}

3、利用最常用的三个函数pthread_create，pthread_join和pthread_exit编写了一个最简单的多线程程序。理解多线程的运行和输出情况；

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
void thread(void* arg) {for (int i = 0; i < 3; i++) {printf("This is a pthread %d.\n", i + 1);pthread_exit((void*)8); //使线程终止，线程结束会返回一个值，该值可由函数pthread_join()获取}
}
int main(void* arg) {pthread_t id; //线程标识号int ret;ret = pthread_create(&id, NULL, (void*)thread, NULL); //创建一个线程，并使得该线程执行thread函数for (int i = 0; i < 3; i++)printf("This is the main process %d.\n", i + 1);if (ret != 0) {printf("Create pthread error!\n"); //创建线程失败exit(1); //退出程序}void* temp;ret = pthread_join(id, &temp); //用来等待一个线程结束，直到线程退出后才执行下面的代码。if (ret) {printf("The pthread is not exit.\n");return -1;}printf("The pthread exits and returns a value %d.\n", (int)temp);return (0);
}

4、利用信号量机制控制多线程的运行顺序，并实现多线程中数据的共享；

两个线程负责从文件读取数据到公共的缓冲区，另外两个线程从缓冲区读取数据作不同的处理（加和乘运算）。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h>
#define MAXSTACK 100
int stack[MAXSTACK][2];
int size = 0;
sem_t sem; ////从文件1.dat读取数据，每读一次，信号量加一
void ReadData1(void* arg) {FILE* fp = fopen("1.dat", "r"); //以读打开文件1.datwhile (!feof(fp)) { //函数feof：若遍历到文件结束符则返回true，否则返回falsefscanf(fp, "%d %d", &stack[size][10], &stack[size][1]);sem_post(&sem); //增加信号量sem的值size++; //每读一次，信号量加一}fclose(fp); //关闭
}//从文件2.dat读取数据
void ReadData2(void* arg) {FILE* fp = fopen("2.dat", "r"); //以读的方式打开文件2.datwhile (!feof(fp)) { //函数feof：若遍历到文件结束符则返回true，否则返回falsefscanf(fp, "%d %d", &stack[size][0], &stack[size][1]);sem_post(&sem); //增加信号量sem的值size++; //每读一次，信号量加一}fclose(fp); //关闭文件
}//阻塞等待缓冲区有数据，读取数据后，释放缓冲区空间，继续等待
void HandleData1(void* arg) {while (1) {sem_wait(&sem); //用来阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0，解除阻塞后将sem的值减一printf("Plus:%d+%d=%d\n", stack[size][0], stack[size][1], stack[size][0] + stack[size][1]);size--; //信号量减一}
}//阻塞等待缓冲区有数据，读取数据后，释放缓冲区空间，继续等待
void HandleData2(void* arg) {while (1) {sem_wait(&sem); //用来阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0，解除阻塞后将sem的值减一printf("Multiply:%d*%d=%d\n", stack[size][0], stack[size][1], stack[size][0] * stack[size][1]);size--; //信号量减一}
}int main(void* arg) {pthread_t t1, t2, t3, t4;sem_init(&sem, 0, 0); //初始化信号量sem，第二个参数0表示此信号量只能为当前的所有线程共享，若不为0，则在进程间共享；第三个参数0表示信号量的初始值pthread_create(&t1, NULL, (void*)HandleData1, NULL); //创建线程1pthread_create(&t2, NULL, (void*)HandleData2, NULL); //线程2pthread_create(&t3, NULL, (void*)ReadData1, NULL); //线程3pthread_create(&t4, NULL, (void*)ReadData2, NULL); //线程4//防止程序过早退出，等其它线程结束后，在退出程序pthread_join(t1, NULL); //用来等待一个线程的结束
}

5、编写一个HelloWorld内核模块，并进行装载和卸载操作。

   Hello World.c

#include <linux/init.h>	 //包含了宏__init和__exit
#include <linux/kernel.h> //包含了常用的内核函数
#include <linux/module.h> //包含了对模块的版本控制static int __init lkp_init(void) //模块加载函数，当模块被插入到内核时调用它
{printk("<0>" "Hello World from the kernel space...\n"); //模块加载的时候系统会打印return 0;
}static void __exit lkp_cleanup(void) //模块卸载函数，当模块从内核移走时调用它
{printk("<0>" "Good Bye World! leaving kernel space...\n"); //模块卸载的时候系统会打印
}module_init(lkp_init); //模块初始化
module_exit(lkp_cleanup); //模块退出MODULE_LICENSE("GPL");	//模块具有GUN公共许可证
MODULE_AUTHOR("作者");
MODULE_DESCRIPTION("功能描述");

Makefile

obj - m: = HelloWorld.o
CURRENT_PATH : = $(shell pwd)
LINUX_KERNEL : = $(shell uname - r)
LINUX_KERNEL_PATH : = usr / src / linux - headers - $(LINUX_KERNEL)all :make - C $(LINUX_KERNEL_PATH) M = $(CURRENT_PATH) modulesclean :
make - C $(LINUX_KERNEL_PATH) M = $(CURRENT_PATH) cleanobj - m : = HelloWorld.o
PWD : = $(shell pwd)
KVER : = $(shell uname - r)
KDIR : = / lib / modules / $(KVER) / build /all :$(MAKE) - C $(KDIR) M = $(PWD)clean :rm - rf * .o * .mod.c * .mod.o * .ko * .symvers * .order * .a

六、实验结果分析（截屏的实验结果，与实验结果对应的实验分析）

1、实验结果与实验程序、实验步骤、实验原理的对应分析；

2、实验过程中的问题及原因和解决办法。

1、利用fork函数创建新进程，并根据fork函数的返回值，判断自己是处于父进程还是子进程中；

子进程返回值是0，父进程返回值是子进程pid号

2、在新创建的子进程中，使用exec类的函数启动另一程序的执行；

当子进程在执行时，子进程用exec()装入命令ls，exec()后，子进程的代码被ls的代码取代，这时子进程的PC指向ls的第1条语句，开始执行ls的命令代码。

当父进程在执行，父进程等待子进程结束后才执行。

分析多进程时系统的运行状态和输出结果：

第一行 ：

top – ：系统当前时间

up：服务器连续运行的时间，笔者见过有服务器连续运行一年以上，linux服务器还是非常稳定的。

user：当前有多少用户登录系统

load average：这个边有3个数值分别表示系统在前1分钟，5分钟，15分钟的工作负载

第二行就是显示任务的数量情况，其中zombie表示僵尸进程

第三行表示cpu的运行情况，按下1可以显示每个核的运行情况。

第四行表示内存memory的使用情况。

第五行表示交换空间swap的使用情况。

3、利用最常用的三个函数pthread_create，pthread_join和pthread_exit编写了一个最简单的多线程程序。理解多线程的运行和输出情况；

4、利用信号量机制控制多线程的运行顺序，并实现多线程中数据的共享；

5、分析Linux系统下多进程与多线程中的区别。

对比	多进程	多线程
独立性/共享性	每个进程拥有自己独立的地址空间，一个进程的崩溃不会直接影响到其他进程。但这也意味着进程间通信（IPC）需要特殊的机制，如管道、消息队列、共享内存等。	同一进程内的所有线程共享进程的地址空间，包括数据段、代码段和打开的文件等。这使得线程间通信变得简单和快速。
资源占用	每个进程有自己的一套资源，包括文件描述符、环境变量等。相对于线程，进程的创建、管理和上下文切换的开销较大。	线程比进程更轻量级，它们共享大部分进程资源，线程的创建、管理和上下文切换的开销远小于进程。
创建方式	在Linux中，新进程通常是通过`fork()`系统调用创建的，该调用会复制父进程的地址空间，创建几乎完全独立的子进程。	线程通常是通过专门的线程库（如POSIX线程库 - pthreads）创建的。
内存管理	进程有独立的内存空间，所以内存管理相对简单，但是资源利用率低于多线程。	由于共享内存空间，线程间共享数据非常方便，但是也容易发生同步和数据一致性的问题。
安全性	由于进程间内存是隔离的，因此一个进程的内存错误不会影响到其他进程。	线程间的错误和内存泄露可能会影响同一进程内的其他线程，因此需要更加注意同步和互斥机制。

区别总结：

隔离性：多进程之间相互隔离；多线程之间共享进程资源。

资源需求：多进程比多线程占用更多的资源。

通信：多线程之间的通信通常比多进程之间的通信更高效。

创建和管理开销：创建线程的开销小于创建进程。

故障容忍：进程间不会因为其他进程崩溃而受影响，而线程间可能会相互影响。

开发和维护难度：多线程程序的开发和维护通常比多进程更加复杂，特别是在需要处理同步和共享数据的问题时。

在选择使用多进程还是多线程时，通常需要根据应用程序的特性和需求来决定。如果需要大量的独立任务并且希望隔离故障，可能会选择多进程；如果任务之间需要频繁交换信息或者状态，并且对性能有较高的要求，则多线程可能是更好的选择。

6、编写一个HelloWorld内核模块，并进行装载和卸载操作。

总结：

内核模块至少需要两个基本函数：一个是在模块装载时调用的初始化函数，另一个是在模块卸载时调用的清理函数。通过`module_init`和`module_exit`宏可以分别指定这些函数。使用`printk`函数可以将信息输出到内核日志中，这在调试内核模块时非常有用。Makefile的编写需要遵循内核模块编译的特定格式，正确指向内核源代码树的位置。`insmod`和`rmmod`是装载和卸载模块的关键命令，必须具备相应权限（通常是root权限）才能执行这些操作。`lsmod`命令用于验证模块是否已装载，而`dmesg`命令则用于检查模块的输出信息，这是验证模块正确性的重要步骤。

实验中遇到的问题以及解决：

在完成第三个实验内容时编译时发现了程序代码中存在一些问题，主要是关于线程的处理方式。

经过逐一分析：

错误点：线程函数中的 pthread_exit 的位置

在线程函数 thread 中，pthread_exit 被放置在了循环内部。这意味着在第一次循环结束时，线程就会退出，导致循环不会完成其余的迭代。

解决方法：将 pthread_exit 移到循环之外。

线程函数的参数和返回类型

线程函数的正确签名应该是 void* function_name(void *arg)。原本的线程函数 thread 使用了 void thread(void* arg) 形式，这可能导致在某些编译器或设置下出现问题。

解决方法：更改线程函数的签名为 void* thread(void* arg)。

七、思考题

1、多进程并发执行时各个进程的内存分配情况如何？如何监测其分配情况？

在多进程并发执行时，每个进程都有自己的独立的内存空间。操作系统为每个进程分配内存，并且管理这些内存。每个进程的内存空间包括代码段、数据段、堆和栈等部分。

在Unix/Linux系统中，可以使用top, htop, ps等工具查看进程的内存使用情况。还可以使用valgrind等工具进行内存泄漏检测。

2、多线程中数据是如何共享的？

在多线程中，同一个进程内的所有线程共享该进程的内存空间。这意味着线程之间可以共享全局变量、静态变量、堆上的数据等。但是，线程间的数据共享需要谨慎处理，因为多个线程可能同时访问和修改同一块内存，导致数据不一致或其他并发问题。为了解决这个问题，可以使用互斥锁、条件变量、读写锁等同步机制来确保数据的一致性和线程的安全性。

3、Linux系统下多进程与多线程中的区别是什么？

进程：进程是操作系统分配资源的最小单位。每个进程有自己的内存空间和系统资源。进程间的通信(IPC)需要通过特殊的机制（如管道、消息队列、共享内存等）。

线程：线程是操作系统调度的最小单位。同一个进程的线程共享该进程的内存空间和系统资源。线程间的通信更加简单，可以直接读写共享内存。

4、程序中的sleep(5)起什么作用？

sleep()是一个系统调用，它使调用它的进程暂停执行指定的时间，单位是秒。sleep(5)将使进程暂停执行5秒。这常常用于延迟执行、等待其他进程或简单地暂停一段时间。

5、子进程1和2为什么也能对管道进行操作？

当使用管道进行进程间通信时，通常创建一个管道，然后使用fork()创建子进程。这样子进程会继承父进程的管道文件描述符，因此子进程1和2都能够对管道进行操作。这是因为管道文件描述符在fork()之后被子进程继承，所以子进程可以读写管道，实现进程间通信。

6、在Linux内核源程序中，经常利用内核模块实现的功能有哪些？

设备驱动：为特定的硬件设备提供驱动支持。

文件系统：支持不同的文件系统，如ext4, NTFS, FAT等。

网络协议：实现新的或扩展现有的网络协议。

系统调用：添加新的系统调用来扩展操作系统的功能。

这些只是一些例子，实际上内核模块可以用于实现许多内核相关的功能，而不必修改内核的核心代码。这提供了很大的灵活性和扩展性。

谢谢大家的支持，码字不易，请随手点个赞叭（^-^）