理论知识

Linux——进程管理

1．实验目的

(1)加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。

(2)进一步认识并发执行的实质。

(3)分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。

2．实验预备内容

(1)复习课本关于进程控制和进程同步的内容，加深对进程管理概念的理解。

(2)认真阅读实验材料中进程管理部分，分析多个进程的运行情况。

3．实验内容

(1)运行源码

运行上文进程管理中给出的例子，查看自己运行的结果，并进行分析。

(2)进程的创建

自己编写一段程序，使用系统调用fork()创建子进程，认识进程的并发执行。

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>int main(){pid_t pid;pid=fork();if(pid<0)       /* 如果出错 */printf("error occurred!\n");else if(pid==0) /* 如果是子进程 */{printf("我是子进程1,进程号是%d\n",getpid());pid_t pid1;pid1 = fork();if(pid1==0){printf("我是子进程1的子进程，进程号是%d\n",getpid());}}else{printf("我是父进程,进程号是%d\n",getpid());pid=fork();if(pid==0)printf("我是子进程2,进程号是%d\n",getpid());else{pid=fork();if(pid==0)printf("我是子进程3,进程号是%d\n",getpid());}}return 0;}

(3)进程的同步

自己编写一段程序，利用fork()、wait()等系统调用实现父子进程间的同步。

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int p1,p2,i;while((p1=fork())==-1);if(p1==0){lockf(1,1,0);for(i=0;i<50000; i++)printf("son%d\n",i);lockf(1,0,0);}else{while((p2=fork())==-1);if(p2==0){lockf(1,1,0);for(i=0;i<50000;i++)printf("daughter%d\n",i);lockf(1,0,0);}else{lockf(1,1,0);for(i=0;i<50000;i++)printf("parent%d\n",i);lockf(1,0,0);}}return 0;
}

附

（四个进程管理的程序）

程序1

#include "stdio.h"
main()
{int i,j,k;
if (i=fork())
{j=wait();
printf("Parent Process!\n");
printf("i=%d,j=%d,k=%d\n",i,j);
}
else
{k=getpid();
printf("Child Process!\n");
printf("i=%d,k=%d\n\n",i,k);
}
}

使用fork()的进程是父进程，通过fork()建立的新进程是子进程。

fork()创建成功，返回值对子进程是0，对父进程是子进程的pid（一个正整数）。

在调用fork()后，父进程和子进程均从下一条语句开始执行。

wait()的功能是阻塞父进程，等待子进程完成后使得父进程继续工作。

wait()的返回值是所等待的子进程的进程标识符。

getpid()返回调用进程的进程标识符，则输出子进程的k与父进程的i，j相等。

输出结果可能是：

Child Process!
i=0,k=9351
Parent Process!
i=9351,j=9351

程序2

#include <stdio.h>
main()
{
int p1,p2;
long i;
char c1;
while ((p1=fork())==-1);
if (p1==0)
{c1='B';write(1,&c1,1);for( i=0;i<3000000;i++) ;   c1='b';write(1,&c1,1);
}
else
{while ((p2=fork())==-1);if (p2==0){c1='C';write(1,&c1,1);for( i=0;i<3000000;i++) ;c1='c';write(1,&c1,1);}else{c1='A';write(1,&c1,1);for( i=0; i<3000000; i++) ;c1='a';write(1,&c1,1);}}
}

用fork()创建两个子进程，程序运行时，系统中有1个父进程和2个子进程活动。

每个进程在屏幕上显示两个字符，父进程显示“A”和“a”。

write(1,&c1,1)的函数原型write(fd,buf,count)：从buf所指向的内存中输出count个字符的信息到fd所代表的文件中，fd为文件号，buf为一个地址，此处fd＝1，代表的就是显示屏，从地址&c1处输出一个字符到屏幕上，就是显示出c1，在每一个进程代码中间都有循环语句起延时作用，能够看出进程调度的效果。

为何不使用printf，printf经过缓冲，使用后，“A”和“a”会一次显示出来，不会交错显示。

可能的输出结果：AbbCca，AaBbCc，ABCcba等等。

程序3

main()
{int m,n,k;
m=fork();
printf("PID:%d\t",getpid());
printf("The return value of fork():%d\t\t",m);
printf("hee\n");
n=fork();
printf("PID:%d\t",getpid());
printf("The return value of fork():%d\t\t",n);
printf("ha\n");
k=fork();
printf("PID:%d\t",getpid());
printf("The return value of fork():%d\t\t",k);
printf("ho\n");
}

程序3的简化

main(){
fork();printf(“hee\n”);
fork();printf(“ha\n”);
fork();printf(“ho\n”);
}

为了便于观察，先打印出调用进程的进程标识符，而后是fork()的返回值。

若是

main(){
fork();printf(“hee\n”);
}

打印出

hee （父进程）hee （子进程）

请大家上机抄下结果，画出进程树，在每一个进程结点边上画出标识符。

程序4

#include <stdio.h>
main()
{
int i;
if (fork()==0){for(i=0;i<10000;i++)  printf(".......................\n");
}
else
{if (fork()==0){for( i=0; i<10000; i++)printf("#################\n");}else for (i=0;i<10000;i++)printf("******************\n");
}
}

程序4中也是3个进程。

程序5

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int p1,p2;while((p1=fork())==-1);if(p1==0)printf("b.My process ID is %d\n",getpid());else{while((p2=fork())==-1);if(p2==0)printf("c.My process ID is %d\n",getpid());else printf("a.My process ID is %d\n",getpid());}return 0;
}

程序6

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{       int m,n,k;m=fork();printf("PID:%d\t",getpid());printf("The return value of fork():%d\t\t",m);printf("he\n");n=fork();printf("PID:%d\t",getpid());printf("The return value of fork():%d\t\t",n);printf("ha\n");k=fork();printf("PID:%d\t",getpid());printf("The return value of fork():%d\t\t",k);printf("ho\n");return 0;
}

程序7

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int p1,p2,i;while((p1=fork())==-1);if(p1==0)for(i=0;i<50000; i++)printf("son%d\n",i);else{while((p2=fork())==-1);if(p2==0)for(i=0;i<50000;i++)printf("daughter%d\n",i);elsefor(i=0;i<50000;i++)printf("parent%d\n",i);}return 0;
}

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