實(shí)驗(yàn)三進(jìn)程的創(chuàng)建和簡(jiǎn)單控制學(xué)生上課講義

實(shí)驗(yàn)三 進(jìn)程的創(chuàng)建和簡(jiǎn)單控制(學(xué)生精品文檔實(shí)驗(yàn)三 進(jìn)程的創(chuàng)建和簡(jiǎn)單控制實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆者M(jìn)程的概念和進(jìn)程的狀態(tài)，對(duì)進(jìn)程有感性的認(rèn)識(shí)；掌握進(jìn)程創(chuàng)建方法；認(rèn)識(shí)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，了解進(jìn)程族之間各種標(biāo)識(shí)及其存在的關(guān)系；熟悉進(jìn)程的創(chuàng)建、阻塞、喚醒、撤銷等控制方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：了解有關(guān)Linux進(jìn)程的屬性和進(jìn)程的層次結(jié)構(gòu)；學(xué)習(xí)有關(guān)Linux的前臺(tái)和后臺(tái)進(jìn)程；學(xué)習(xí)有關(guān)Linux命令的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行；學(xué)習(xí)有關(guān)掛起和終止進(jìn)程；了解并發(fā)程序的不可確定性，進(jìn)行簡(jiǎn)單并發(fā)程序設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)步驟：(一)Shell 下的進(jìn)程控制進(jìn)入Linux系統(tǒng)。用ps查看進(jìn)程。linux的ps命令是用來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)程和資源使用情況的命令，可顯示瞬間進(jìn)程的動(dòng)態(tài)。ps的參數(shù)非常多，常用的參數(shù)有：-A列出所有的進(jìn)程；-w顯示加寬可以顯示較多的信息；收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔-au顯示較詳細(xì)的信息；-aux顯示所有包含其他使用者的進(jìn)程。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔用kill終止某些進(jìn)程。kill命令通過(guò)向進(jìn)程發(fā)送指定的信號(hào)來(lái)結(jié)束進(jìn)程。先使用ps查到進(jìn)程號(hào)，再使用kill殺出進(jìn)程。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔用pstree命令顯示系統(tǒng)中進(jìn)程層次結(jié)構(gòu)。pstree指令用ASCII字符顯示樹狀結(jié)構(gòu)，清楚地表達(dá)進(jìn)程間的相互關(guān)系。語(yǔ)法格式pstree[-acGhlnpuUV][-H<程序識(shí)別碼>][<程序識(shí)別碼>/<用戶名稱>]收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔(二)Linux 簡(jiǎn)單進(jìn)程編程理解系統(tǒng)調(diào)用fork()的使用。fork()會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與父程序相同的子程序，唯一不同之處在于其進(jìn)程號(hào)，如圖1所示。圖1系統(tǒng)調(diào)用fork()編輯下面的程序，要求實(shí)現(xiàn)父進(jìn)程產(chǎn)生兩個(gè)子進(jìn)程，父進(jìn)程顯示字符“a、”兩個(gè)子進(jìn)程，分別顯示字符 “b、”“c”，如圖2所示。#include<stdio.h>main()收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔{intp1,p2;while((p1=fork())==-1);/*父進(jìn)程創(chuàng)建第一個(gè)進(jìn)程，直到成功*/if(p1==0)/*0返回給子進(jìn)程1*/{putchar('b');/*P1的處理過(guò)程*/else}①{/*正數(shù)返回給父進(jìn)程(子進(jìn)程號(hào))*/while((p2=fork())==-1);/*父進(jìn)程創(chuàng)建第二個(gè)進(jìn)程，直到成功*/if(p2==0)/*0返回給子進(jìn)程2*/{putchar('c');/*P2的處理過(guò)程*/}else{putchar('a');/*P2創(chuàng)建完成后，父進(jìn)程的處理過(guò)程 */}}}圖2系統(tǒng)調(diào)用fork()的使用示例一思考：編譯連接通過(guò)后，多次運(yùn)行程序，觀察進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行結(jié)果，并分析原因。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔原因：當(dāng)程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)處于一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)組合狀態(tài)，各程序執(zhí)行的相對(duì)速度不確定，這使得這些程序多次并發(fā)執(zhí)行得到的結(jié)果不同，調(diào)度、執(zhí)行的順序由系統(tǒng)決定。刪除語(yǔ)句①，觀察輸出的內(nèi)容，體會(huì)fork的使用。提示：編譯和運(yùn)行該程序，分析結(jié)果出現(xiàn)兩種輸出的原因。刪除語(yǔ)句①后：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔思考的問(wèn)題：運(yùn)行命令為什么是“./command”？將源文件保存為以.c為后綴名的文件，開始進(jìn)行編譯 $gcc-oXXXXXX.c編譯成功完成后，在當(dāng)前路徑下，生成一個(gè)名為 XXX的文件然后執(zhí)行$./XXX程序得以運(yùn)行2. .和..什么含義？.表示當(dāng)前目錄，..表示上級(jí)目錄，即父目錄shell提示為什么不換行？因?yàn)樵谳敵稣Z(yǔ)句中沒有/n換行符。輸出字母為什么和提示交錯(cuò)？b,a,shell,c四個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，執(zhí)行先后順序由系統(tǒng)調(diào)度決定。所以當(dāng) shell調(diào)度在c進(jìn)程前時(shí)，會(huì)出現(xiàn)輸出字母和提示交錯(cuò)的現(xiàn)象。5. 管道什么含義？管道符，可以認(rèn)為它是一根水管，連接輸入端和輸出端。a|b其中，|就是管道符，將輸入端 a命令產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳給輸出端的 b命令來(lái)處理6. ./f1|pstree|grepf1什么含義？收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔將./f1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳給pstree來(lái)處理，經(jīng)過(guò)pstree處理后的數(shù)據(jù)再傳給grepf1來(lái)處理在運(yùn)行f1文件的進(jìn)程的樹結(jié)構(gòu)中查找 f1(?)6中組合命令為什么沒有輸出？(?)如果想保留6中的./f1的輸出內(nèi)容，該如何操作？進(jìn)行重定向操作9. ./f1運(yùn)行結(jié)果為什么不一樣？每種結(jié)果的產(chǎn)生原因。有a,b,c三個(gè)并發(fā)進(jìn)程，調(diào)度順序由系統(tǒng)決定①bcabacabc10../f1|pstree|grepf1運(yùn)行結(jié)果為什么不一樣？截圖中四種結(jié)果的產(chǎn)生原因。由于并發(fā)進(jìn)程的調(diào)度順序是由系統(tǒng)決定的，并且 pstree顯示的是一剎那的進(jìn)程，進(jìn)程調(diào)度又是動(dòng)態(tài)的。四種結(jié)果：①無(wú)結(jié)果：可能三個(gè)進(jìn)程調(diào)度已經(jīng)結(jié)束或者還未開始調(diào)度② ：父進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束，兩個(gè)子進(jìn)程還在運(yùn)行③ ：父進(jìn)程開始運(yùn)行，子進(jìn)程還未開始調(diào)度④ ：兩個(gè)子進(jìn)程還在運(yùn)行（？）收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔注意：./f1|pstree|grepf1命令之間有空格。pstree還可以加上參數(shù)，-up如：./f1|pstree–up|grepf1提示：用pstree觀察進(jìn)程的父子關(guān)系，其中第二次不是錯(cuò)誤，而是捕捉的時(shí)機(jī)，當(dāng)時(shí)父進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束，兩個(gè)子進(jìn)程還在運(yùn)行。擴(kuò)展：修改代碼，產(chǎn)生祖孫三代的進(jìn)程。說(shuō)明：三個(gè)fe和bash都是進(jìn)程，彼此間也會(huì)產(chǎn)生影響。將上述的輸出字符改為輸出較長(zhǎng)的字符串，如圖3所示。#include<stdio.h>intmain(){intp1,p2;while((p1=fork())==-1); /*父進(jìn)程創(chuàng)建第一個(gè)進(jìn)程，直到成功*/if(p1==0) /*0返回給子進(jìn)程1*/printf("boy\n"); /*P1的處理過(guò)程*/else{ /*正數(shù)返回給父進(jìn)程(子進(jìn)程號(hào))*/收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔while((p2=fork())==-1); /*父進(jìn)程創(chuàng)建第二個(gè)進(jìn)程，直到成功*/if(p2==0) /*0返回給子進(jìn)程2*/printf("daughter\n"); /*P2的處理過(guò)程*/elseprintf("parent\n"); /*P2創(chuàng)建完成后，父進(jìn)程的處理過(guò)程*/}}圖3系統(tǒng)調(diào)用fork()的使用示例二思考：編譯連接通過(guò)后，多次運(yùn)行程序，觀察進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行結(jié)果：執(zhí)行結(jié)果均為：如果多次運(yùn)行輸出內(nèi)容沒有變化，請(qǐng)分析原因：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔函數(shù)fork()用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程，該進(jìn)程幾乎是當(dāng)前進(jìn)程的一個(gè)完全拷貝，所以多次運(yùn)行輸出內(nèi)容沒有變化并改寫原程序，延長(zhǎng)每個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間，再次觀察運(yùn)行情況。延長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間后：輸出的時(shí)間間隔變長(zhǎng)收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔（選作）將上述的輸出字符改為多條輸出語(yǔ)句，如圖4所示。#include<stdio.h>main(){intp1,p2;inti;while((p1=fork())==-1); /*父進(jìn)程創(chuàng)建第一個(gè)進(jìn)程，直到成功*/if(p1==0) /*0返回給子進(jìn)程1*/for(i=0;i<1000;i++) /*P1的處理過(guò)程*/收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔{putchar('b');}else{ /*正數(shù)返回給父進(jìn)程(子進(jìn)程號(hào))*/while((p2=fork())==-1); /*父進(jìn)程創(chuàng)建第二個(gè)進(jìn)程，直到成功*/if(p2==0) /*0返回給子進(jìn)程2*/for(i=0;i<1000;i++){putchar('c');} /*P2的處理過(guò)程*/elsefor(i=0;i<1000;i++){putchar('a');} /*P2創(chuàng)建完成后，父進(jìn)程的處理過(guò)程*/}}圖4系統(tǒng)調(diào)用fork()的使用示例三思考：編譯連接通過(guò)后，多次運(yùn)行程序，觀察進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行結(jié)果：如果多次運(yùn)行輸出內(nèi)容沒有變化，請(qǐng)分析原因。并改寫原程序，延長(zhǎng)每個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間，再次觀察運(yùn)行情況。如果多次運(yùn)行輸出內(nèi)容發(fā)生變化，并分析原因。將進(jìn)程放在后臺(tái)運(yùn)行，用pstree觀察進(jìn)程的宗族關(guān)系。系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程(使用系統(tǒng)調(diào)用fork)與讓系統(tǒng)執(zhí)行一個(gè)新程序(使用系統(tǒng)調(diào)用exec)有什么差異？理解系統(tǒng)調(diào)用wait()、getpid()和getppid()的使用。程序代碼如圖5所示。#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<unistd.h>#include<errno.h>intmain()收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔{charbuf[100];pid_tcld_pid;intfd;if((fd=open("temp",O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR,S_IRWXU))==-1){printf("openerror%d",errno);exit(1);}strcpy(buf,"Thisisparentprocesswrite\n");if((cld_pid=fork())==0){ /*這里是子進(jìn)程執(zhí)行的代碼 */strcpy(buf,"Thisischildprocesswrite\n");printf("Thisischildprocess\n");sleep(1);printf("MyPID(child)is%d\n",getpid()); /* 打印出本進(jìn)程的ID*/sleep(1);printf("MyparentPIDis%d\n",getppid()); /*打印出父進(jìn)程的ID*/sleep(1);write(fd,buf,strlen(buf));close(fd);exit(0);}else{ /*這里是父進(jìn)程執(zhí)行的代碼 */wait(0); /*如果此處沒有這一句會(huì)如何？ */printf("Thisisparentprocess\n");sleep(1);printf("MyPID(parent)is%d\n",getpid()); /*打印出本進(jìn)程的ID*/sleep(1);printf("MychildPIDis%d\n",cld_pid); /* 打印出子進(jìn)程的ID*/sleep(1);write(fd,buf,strlen(buf));close(fd);}return0;}圖5系統(tǒng)調(diào)用wait()的使用收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔思考：編譯連接通過(guò)后，多次運(yùn)行程序，觀察進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行結(jié)果：多次執(zhí)行：語(yǔ)句sleep(1);起什么作用？刪除所有sleep(1);語(yǔ)句，并觀察運(yùn)行結(jié)果；讓函數(shù)滯留1秒。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔刪除wait(0);語(yǔ)句，并觀察運(yùn)行結(jié)果，并請(qǐng)分析兩次結(jié)果不同的原因，理解wait的作用。Wait的作用：wait函數(shù)用于使父進(jìn)程阻塞，直到一個(gè)子進(jìn)程結(jié)束收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔兩次結(jié)果不同的原因：wait（0）一般是父進(jìn)程用來(lái)等待子進(jìn)程用的，用來(lái)防止子進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程，0表示父進(jìn)程不關(guān)心子進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)。實(shí)現(xiàn)父子進(jìn)程的同步。（不做）編寫程序創(chuàng)建子進(jìn)程。父子進(jìn)程分別打印自己和父進(jìn)程的進(jìn)程ID，要求每3秒鐘打印系統(tǒng)進(jìn)程信息，重復(fù)5次后退出。父進(jìn)程待子進(jìn)程結(jié)束后退出。提示：用系統(tǒng)調(diào)用getpid和getppid獲取進(jìn)程ID；用系統(tǒng)調(diào)用fork進(jìn)程創(chuàng)建；用系統(tǒng)調(diào)用wait控制父子進(jìn)程同步；用庫(kù)函數(shù)system實(shí)現(xiàn)在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部運(yùn)行另一個(gè)進(jìn)程，即創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程；收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔Shell命令＂/bin/ps＂作為system的字符串參數(shù)，實(shí)現(xiàn)打印系統(tǒng)進(jìn)程信息。擴(kuò)充：關(guān)于父子進(jìn)程各自又再生成子進(jìn)程的例子。#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<sys/types.h>main(){pid_