IO进程线程day6（2023.8.3）

一、Xmind整理：

进程与线程关系： 

二、课上练习：

练习1：pthread_create

功能：创建一个线程

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);

参数：

pthread_t *thread：存储创建后的线程的tid号;
pthread_attr_t *attr：线程属性; 填NULL，代表默认属性。或者用pthread_attr_init(3)初始化线程属性后 传参进入：分离属性。
void *(*start_routine) (void *)：回调函数，函数指针，该函数指针指向线程执行体。
该指针可以指向返回值是void*类型，参数列表是void*类型的函数，例如：
void* handler(void* arg){                                                                                    }
void *arg：传递给回调函数的参数;

返回值：

成功，返回0;
失败，返回错误编号，即非0，没说更新errno,所以不能用perror打印;

注意： 

1.从main函数进来的线程称之为主线程，pthread_create创建的线程称之为分支线程或者子线程。

2.一般来说主线程会先运行，但是还是要依照时间片轮询机制。

3.主线程退出后（main函数结束），会导致进程结束，依附于该进程内的线程均会被强制退出。

4.其他线程退出后，会不会影响到主线程。

创建一个分支线程：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <head.h>
#include <pthread.h>
//线程的执行体
void* CallBack(void* arg)
{while(1){printf("this is other fun:__%d__\n",__LINE__);sleep(1);}return NULL;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}while(1){                                                               printf("this is main fun:__%d__\n",__LINE__);sleep(1);}return 0;
}

练习2：线程的传参 

问题1：定义一个全局变量int a=10，主线程和分支线程能否访问到，访问到的是否是同一份资源。

答案：均能访问到，且是同一份资源

问题2：在主线程定一个局部变量int b=10，分支线程能否访问到。

答案：不能，局部变量作用域在定义他的函数内部

问题3：在分支线程定义一个局部变量int c=10，主线程能否访问到。

答案：不能，局部变量作用域在定义他的函数内部

问题4：若访问不到，用什么方式可以让对方线程访问到。

i. 主线程传参给分支线程 ：

 #include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <head.h>#include <pthread.h>//线程的执行体void* CallBack(void* arg)   //void* arg = (void*)&c{//void* arg使用解引用的时候，需要先强转//如果直接*arg,会导致操作系统不知道该访问几个字节while(1){printf("this is other func c=%d\t %p__%d__\n",*(int*)arg,arg,__LINE__);sleep(1);}return NULL;}int main(int argc, const char *argv[]){                                                                               int c = 10;//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,(void*)&c) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}while(1){printf("this is other func c=%d\t %p__%d__\n",c,&c,__LINE__);sleep(1);}return 0;}

ii. 分支线程传参给主线程 ：

 #include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <head.h>#include <pthread.h>//线程的执行体void* CallBack(void* arg)   //void* arg = (void*)&tmp_c{//void* arg使用解引用的时候，需要先强转//如果直接*arg,会导致操作系统不知道该访问几个字节int c = 10;*(int*)arg = c;        //*(int*)arg访问的就是tmp_cwhile(1){printf("this is other func c=%d\t %p__%d__\n",c,&c,__LINE__);sleep(1);}return NULL;}int main(int argc, const char *argv[]){int tmp_c = -1;//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,(void*)&tmp_c) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}while(1)                                                                    {printf("this is other func c=%d\t %p__%d__\n",tmp_c,&tmp_c,__LINE__);sleep(1);}return 0;}


 #include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <head.h>#include <pthread.h>//线程的执行体void* CallBack(void* arg)   //void* arg = (void*)&pc{//void* arg使用解引用的时候，需要先强转//如果直接*arg,会导致操作系统不知道该访问几个字节int c = 10;//由于arg存储了pc的地址，所以arg可以访问pc的内存空间//由于pc空间的类型为int*，所以*arg访问出来的类型也得是int*//所以arg类型应该是int**类型*(int**)arg = &c;        //*(int**)arg访问的是pc的内存空间while(1){printf("this is other func c=%d\t %p__%d__\n",c,&c,__LINE__);sleep(1);}return NULL;}                                                                                 int main(int argc, const char *argv[]){int* pc = NULL;//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,(void*)&pc) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}while(1){if(pc!=NULL){printf("this is other func c=%d\t %p__%d__\n",*pc,pc,__LINE__);sleep(1);}}return 0;}

练习3：pthread_exit

功能：退出分支线程，并传递线程退出状态值

原型：

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);

参数：

 void *retval：指定要传递给主线程的状态值，如果不想传递，填NULL;传递的线程退出状态值被pthread_join函数接收;

当分支线程退出后，会残留一部分资源，例如线程的tid号，线程调度块等等，若不回收会出现类似僵尸线程的状态;

需要使用pthread_join等函数回收；

练习4：pthread_join

功能：阻塞函数，阻塞等待指定的分支线程退出，并接收分支线程退出状态值，

           同时回收分支线程的资源

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

参数：

pthread_t thread：指定要等待哪个线程，填对应的tid号;
void **retval：若retval不为空，则该函数会将线程退出状态值（void* retval）拷贝到该二级指针指向的一级指针的内存空间中，
若不想接收填NULL;
If retval is not NULL, then pthread_join() copies  the  exit
status of the target thread  into  the   location pointed  to  by  retval.

返回值：

成功，返回0;
失败，返回错误编号，即非0，没说更新errno,所以不能用perror打印;

小练1：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <head.h>
#include <pthread.h>
//线程的执行体
void* CallBack(void* arg)   //void* arg = NULL
{int i = 0;while(i<3){printf("this is other func:__%d__\n",__LINE__);sleep(1);i++;}pthread_exit(NULL);     //专门用于退出线程printf("退出分支线程\n");return NULL;
}int main(int argc, const char *argv[])
{//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}                                                                     printf("this is main func  __%d__\n",__LINE__);pthread_join(tid,NULL);  //阻塞等待tid分支线程退出printf("主线线程准备退出\n");return 0;
}

小练2： 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <head.h>
#include <pthread.h>
//线程的执行体
void* CallBack(void* arg)   //void* arg = NULL
{int i=0;while(i<3){printf("this is other fun:__%d__\n",__LINE__);sleep(1);i++;}printf("分支线程准备退出\n");static int a =10;    //延长生命周期，防止线程退出后被释放printf("&a = %p\n",&a);pthread_exit(&a);    //void* retval = &a;}int main(int argc, const char *argv[])
{//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}printf("this is main func  __%d__\n",__LINE__);//线程退出状态值会被拷贝到&pret指向的一级指针(pret)中//即 pret=&a;void* pret=NULL;pthread_join(tid,&pret);       //阻塞等待tid分支线程退出printf("pret = %d %p\n",*(int*)pret,pret);printf("主线线程准备退出\n");return 0;
}

小练3：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <head.h>
#include <pthread.h>
//线程的执行体
void* CallBack(void* arg)   //void* arg = NULL
{int i=0;while(i<3){printf("this is other fun:__%d__\n",__LINE__);sleep(1);i++;}printf("分支线程准备退出\n");char* ptr = (char*)malloc(12);                                  strcpy(ptr,"hello world");pthread_exit(ptr);
}int main(int argc, const char *argv[])
{//创建一个分支线程pthread_t tid;if(pthread_create(&tid,NULL,CallBack,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}printf("this is main func  __%d__\n",__LINE__);//线程退出状态值会被拷贝到&ptr指向的一级指针(pret)中//即pret = ptr;void* pret = NULL;pthread_join(tid,&pret);printf("%s\n",(char*)pret);free(pret);printf("主线线程准备退出\n");return 0;
}

练习5：创建两个线程：其中一个线程拷贝前半部分，另一个线程拷贝后半部分。

 #include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <head.h>#include <pthread.h>//拷贝前半部分void* CallBack1(void* arg){//以读的方式打开源文件int fd_r = open("./1.png",O_RDONLY);if(fd_r < 0){ERR_MSG("open");return NULL;}//以写的方式打开目标文件int fd_w = open("./2.png",O_WRONLY);if(fd_w < 0){ERR_MSG("open");return NULL;}off_t size = lseek(fd_r,0,SEEK_END);//修改文件偏移量到文件开头位置lseek(fd_r,0,SEEK_SET);lseek(fd_w,0,SEEK_SET);char c=0;for(int i=0;i<size/2;i++){read(fd_r,&c,1);write(fd_w,&c,1);}printf("前半部分拷贝完毕\n");//关闭文件close(fd_r);close(fd_w);pthread_exit(NULL);}//拷贝后半部分void* CallBack2(void* arg)     //void* arg=&fileinfo{//以读的方式打开源文件int fd_r = open("./1.png",O_RDONLY);if(fd_r < 0){ERR_MSG("open");return NULL;}//以写的方式打开目标文件int fd_w = open("./2.png",O_WRONLY,0664);if(fd_w < 0){ERR_MSG("open");return NULL;}off_t size = lseek(fd_r,0,SEEK_END);//修改文件偏移量到文件开头位置lseek(fd_r,size/2,SEEK_SET);lseek(fd_w,size/2,SEEK_SET);char c=0;for(int i=size/2;i<size;i++){read(fd_r,&c,1);write(fd_w,&c,1);}printf("后半部分拷贝完毕\n");//关闭文件close(fd_r);close(fd_w);pthread_exit(NULL);}int main(int argc, const char *argv[]){//两个线程在拷贝前，确保文件存在，且是清空状态int fd_w = open("./2.png",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);if(fd_w < 0)                                                                          {ERR_MSG("open");return -1;}close(fd_w);//创建一个线程pthread_t tid1,tid2;if(pthread_create(&tid1,NULL,CallBack1,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}if(pthread_create(&tid2,NULL,CallBack2,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}//阻塞等待分支线程退出pthread_join(tid2,NULL);pthread_join(tid1,NULL);return 0;}

练习6：pthread_detach

功能：分离线程，线程退出后资源由系统自动回收

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);

参数：

 pthread_t thread：指定要分离哪个线程;

返回值：

成功，返回0;
失败，返回错误编号，即非0，没说更新errno,所以不能用perror打印;

注意：当使用pthread_detach分离tid线程后，pthread_join函数就无法再回收tid线程的资源了，且pthread_join函数不阻塞！

练习7：pthread_cancel

功能：请求指定线程退出; 请求成功，对方线程不一定退出

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_cancel(pthread_t thread);

参数：

 pthread_t thread：指定要请求哪个线程退出;

返回值：

成功，返回0;
失败，返回错误编号，即非0，没说更新errno,所以不能用perror打印;
1.pthread_cancel会给目标线程打上一个退出标识，cpu切换到目标线程后，运行到退出标识，才会让目标线程退出。

2.但是while for 等循环结构，以及算数运算等等位置，无法打上退出标识。所以当目标线程只有上述结构的时候，无法用pthread_cancel退出线程

3.printf ,sleep等等函数结构可以打上退出标识

4.请求成功，不代表目标线程一定会退出。

练习8：要求定义一个全局变量 char buf[] = "1234567"，创建两个线程，不考虑退出条件。

①A线程循环打印buf字符串

②B线程循环倒置buf字符串，即buf中本来存储1234567，倒置后buf中存储7654321. 不打印！！

③倒置不允许使用辅助数组。

④要求A线程打印出来的结果只能为 1234567 或者 7654321 不允许出现7634521 7234567

⑤不允许使用sleep函数

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>char buf[] = "1234567";
int flag = 0;void* callBack1(void* arg)
{while(1){if(0 == flag){printf("%s\n", buf);flag = 1;}}pthread_exit(NULL);
}void* callBack2(void* arg)
{char tmp = 0;while(1)                                                                               {if(1 == flag){for(int i=0; i<strlen(buf)/2; i++){tmp = buf[i];buf[i] = buf[strlen(buf)-1-i];buf[strlen(buf)-1-i] = tmp;}flag = 0;}}pthread_exit(NULL);
}int main(int argc, const char *argv[])
{pthread_t tid1, tid2;if(pthread_create(&tid1, NULL, callBack1, NULL) != 0){fprintf(stderr, "pthread_create failed __%d__\n", __LINE__);return -1;}pthread_detach(tid1);   //分离线程1if(pthread_create(&tid2, NULL, callBack2, NULL) != 0){fprintf(stderr, "pthread_create failed __%d__\n", __LINE__);return -1;}pthread_join(tid2, NULL);   //阻塞等待线程2退出return 0;
}

练习9：pthread_mutex_init

功能：创建一个互斥锁

原型：

#include <pthread.h>
pthread_mutex_t fastmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const
pthread_mutexattr_t *mutexattr);

参数：

pthread_mutex_t *mutex：存储申请后的互斥锁;
const pthread_mutexattr_t *mutexattr：互斥锁属性，设置互斥锁适用于进程间还是线程间的同步互斥锁。填NULL，默认属性，用于线程

返回值：

永远成功，返回0；

练习10：pthread_mutex_lock

功能：对互斥锁进行上锁，若有其他线程占用互斥锁，该函数会阻塞

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

参数：

pthread_mutex_t *mutex;

返回值：

成功，返回0;
失败，返回非0，没有说更新errno，所以不要用perror打印错误。

练习11：pthread_mutex_unlock

功能：解开互斥锁

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

参数：

pthread_mutex_t *mutex;

返回值：

成功，返回0;
失败，返回非0，没有说更新errno，所以不要用perror打印错误。

练习12：pthread_mutex_destroy

功能：销毁互斥锁

原型：

#include <pthread.h>
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

参数：

pthread_mutex_t *mutex;

返回值：

成功，返回0;
失败，返回非0，没有说更新errno，所以不要用perror打印错误。

小练： 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <head.h>
#include <pthread.h>
//临界资源
char buf[]="1234567";//互斥锁
pthread_mutex_t mutex;void* CallBack1(void* arg)
{while(1){/**********临界区*********///上锁pthread_mutex_lock(&mutex);printf("%s\n",buf);//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);/**********临界区*********/}pthread_exit(NULL);
}
void* CallBack2(void* arg)
{char tmp=0;while(1){/**********临界区*********///上锁                                                              pthread_mutex_lock(&mutex);for(int i=0;i<strlen(buf)/2;i++){tmp=buf[i];buf[i]=buf[strlen(buf)-1-i];buf[strlen(buf)-1-i]=tmp;}//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);/**********临界区*********/}pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{//申请一个互斥锁pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_t tid1,tid2;if(pthread_create(&tid1,NULL,CallBack1,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}pthread_detach(tid1);  //分离线程1if(pthread_create(&tid2,NULL,CallBack2,NULL) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed:__%d__\n",__LINE__);return -1;}pthread_join(tid2,NULL);        //阻塞等待线程2退出//销毁互斥锁pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;
}

三、课后作业：

1.创建两个线程：其中一个线程拷贝前半部分，另一个线程拷贝后半部分。

   只允许开一份资源，且用互斥锁方式实现。 提示：找临界区--->找临界资源。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <head.h>//创建互斥锁
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;struct Msg
{int fd_r;int fd_w;off_t size;
};
void *callBack1(void *arg)
{int fd_r = ((struct Msg *)arg)->fd_r;int fd_w = ((struct Msg *)arg)->fd_w;off_t size = ((struct Msg *)arg)->size;char c;//上锁pthread_mutex_lock(&mutex);lseek(fd_r,0,SEEK_SET);lseek(fd_w,0,SEEK_SET);for(int i = 0;i<size/2;i++){read(fd_r,&c,1);write(fd_w,&c,1);}//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_exit(NULL);
}
void *callBack2(void *arg)
{int fd_r = ((struct Msg *)arg)->fd_r;int fd_w = ((struct Msg *)arg)->fd_w;off_t size = ((struct Msg *)arg)->size;char c;//上锁pthread_mutex_lock(&mutex);lseek(fd_r,size/2,SEEK_SET);lseek(fd_w,size/2,SEEK_SET);for(int i=size/2;i<size;i++){read(fd_r,&c,1);write(fd_w,&c,1);}//解锁pthread_mutex_unlock(&mutex);pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{int fd_r = open("./1.png",O_RDONLY);if(fd_r < 0){perror("open");return -1;}int fd_w = open("./2.png",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);if(fd_w < 0){perror("open");return -1;}off_t size = lseek(fd_r,0,SEEK_END);struct Msg Copy;Copy.fd_r = fd_r;Copy.fd_w = fd_w;Copy.size = size;pthread_t tid1,tid2;if(pthread_create(&tid1,NULL,callBack1,&Copy) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed __%d__",__LINE__);return -1;}if(pthread_create(&tid2,NULL,callBack2,&Copy) != 0){fprintf(stderr,"pthread_create failed __%d__",__LINE__);return -1;}pthread_join(tid1,NULL);pthread_join(tid2,NULL);pthread_mutex_destroy(&mutex);close(fd_r);close(fd_w);return 0;
}

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opencv 30 -图像平滑处理01-均值滤波 cv2.blur()

opencv 30 -图像平滑处理01-均值滤波 cv2.blur()

什么是图像平滑处理? 图像平滑处理&#xff08;Image Smoothing&#xff09;是一种图像处理技术&#xff0c;旨在减少图像中的噪声、去除细节并平滑图像的过渡部分。这种处理常用于预处理图像&#xff0c;以便在后续图像处理任务中获得更好的结果。 常用的图像平滑处理方法包括…
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JMeter 的使用

JMeter 的使用

文章目录 1. JMeter下载2. JMeter的使用2.1 JMeter中文设置2.2 JMeter的使用2.2.1 创建线程组2.2.2 HTTP请求2.2.3 监听器 1. JMeter下载 官网地址 https://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi https://dlcdn.apache.org//jmeter/binaries/apache-jmeter-5.6.2.zip 下载解…
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系统架构设计师-软件架构设计（6）

系统架构设计师-软件架构设计（6）

目录 一、物联网分层架构 二、大数据分层架构 三、基于服务的架构&#xff08;SOA&#xff09; 1、SOA的特征 2、服务构件与传统构件的区别 四、Web Service&#xff08;WEB服务&#xff09; 1、Web Services 和 SOA的关系 五、REST(表述性状态转移) 六、ESB&#xff08;…
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【C++】STL——queue的介绍和使用、queue的push和pop函数介绍和使用、queue的其他成员函数

【C++】STL——queue的介绍和使用、queue的push和pop函数介绍和使用、queue的其他成员函数

文章目录 1.queue的介绍2.queue的使用2.1queue构造函数2.2queue的成员函数&#xff08;1&#xff09;empty() 检测队列是否为空&#xff0c;是返回true&#xff0c;否则返回false&#xff08;2&#xff09;size() 返回队列中有效元素的个数 &#xff08;3&#xff09;front() 返…
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如何在Visual Studio Code中用Mocha对TypeScript进行测试

如何在Visual Studio Code中用Mocha对TypeScript进行测试

目录 使用TypeScript编写测试用例 在Visual Studio Code中使用调试器在线调试代码 首先&#xff0c;本文不是一篇介绍有关TypeScript、JavaScript或其它编程语言数据结构和算法的文章。如果你正在准备一场面试&#xff0c;或者学习某一个课程&#xff0c;互联网上可以找到许多…
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tdengine入门详解

tdengine入门详解

TDengine是什么&#xff1f; TDengine 是一款开源、高性能、云原生的时序数据库&#xff08;Time Series Database, TSDB&#xff09;, 它专为物联网、车联网、工业互联网、金融、IT 运维等场景优化设计&#xff0c;基于C语言开发。 什么是时序数据库&#xff1f;时序数据产生…
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C++ 对象数组

C++ 对象数组

**数组元素不仅可以是基本数据类型&#xff0c;也可以是自定义类型。**例如&#xff0c;要存储和处理某单位全体雇员的信息&#xff0c;就可以建立一个雇员类的对象数组。对象数组的元素是对象&#xff0c;不仅具有数据成员&#xff0c;而且还有函数成员。 因此&#xff0c;和基…
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Libevent开源库的介绍与应用

Libevent开源库的介绍与应用

libeventhttps://libevent.org/ 一、初识 1、libevent介绍 Libevent 是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能事件通知库&#xff0c;主要有以下几个亮点&#xff1a;事件驱动&#xff08; event-driven&#xff09;&#xff0c;高性能;轻量级&#xff0c;专注于网络&#xff…
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Linux系统安装部署MongoDB完整教程（图文详解）

Linux系统安装部署MongoDB完整教程（图文详解）

前言&#xff1a;本期给大家分享一下目前最新Linux系统安装部署MongoDB完整教程&#xff0c;我的服务器采用的是Centos7&#xff0c;在部署之前我重装了我的服务器&#xff0c;目的是为了干净整洁的给大家演示我是如何一步步的操作的&#xff0c;整体部署还是挺简洁&#xff0c…
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