北郵大三操作系統(tǒng)進(jìn)程管理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一進(jìn)度管理1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）加深對(duì)進(jìn)度觀點(diǎn)的理解，明確進(jìn)度和程序的差別；2）進(jìn)一步認(rèn)識(shí)并發(fā)履行的實(shí)質(zhì)；3）剖析進(jìn)度爭(zhēng)用資源的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進(jìn)度互斥的方法；4）認(rèn)識(shí)Linux系統(tǒng)中進(jìn)度通訊的基來(lái)源理。2．實(shí)驗(yàn)預(yù)備內(nèi)容1）閱讀Linux的源碼文件，加深對(duì)進(jìn)度管理觀點(diǎn)的理解；2）閱讀Linux的fork( )源碼文件，剖析進(jìn)度的創(chuàng)立過程。3．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）進(jìn)度的創(chuàng)立：編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)立兩個(gè)子進(jìn)度。當(dāng)此程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)度和兩個(gè)子進(jìn)度活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)度在屏幕上顯示一個(gè)字符：父進(jìn)度顯示字符“a，”子進(jìn)度分別顯示字符“b和”“c。”試察看記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并剖析原由。源代碼以下：#include<sys/>#include<>#include<>#include<>#include<>intmain(intargc,char*argv[]){pid_tpid1,pid2;pid1=fork( );if(pid1<0){fprintf(stderr,"childprocess1failed");exit(-1);}elseif(pid1==0){printf("b\n");}else{pid2=fork( );if(pid2<0){fprintf(stderr,"childprocess1failed");exit(-1);}elseif(pid2==0){printf("c\n");}else{printf("a\n");sleep(2);exit(0);}}return0;}結(jié)果以下：剖析原由：pid=fork( );操作系統(tǒng)創(chuàng)立一個(gè)新的進(jìn)度（子進(jìn)度），而且在進(jìn)度表中相應(yīng)為它成立一個(gè)新的表項(xiàng)。新進(jìn)度和原有進(jìn)度的可履行程序是同一個(gè)程序；上下文和數(shù)據(jù)，絕大多數(shù)就是原進(jìn)度（父進(jìn)度）的拷貝，但它們是兩個(gè)互相獨(dú)立的進(jìn)度！所以，這三個(gè)進(jìn)度哪個(gè)先履行，哪個(gè)后履行，完整取決于操作系統(tǒng)的調(diào)動(dòng)，沒有固定的次序。（2）進(jìn)度的控制改正已經(jīng)編寫的程序，將每個(gè)進(jìn)度輸出一個(gè)字符改為每個(gè)進(jìn)度輸出一句話，再察看程序履行時(shí)屏幕上出現(xiàn)的現(xiàn)象，并剖析原由。將父進(jìn)度的輸出改為fatherprocesscompleted輸出b的子進(jìn)度改為輸出childprocess1completed輸出c的子進(jìn)度改為輸出childprocess2completed運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)果以下：原由同（1）假如在程序中使用系統(tǒng)調(diào)用lockf( )來(lái)給每一個(gè)進(jìn)度加鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)度之間的互斥，察看并剖析出現(xiàn)的現(xiàn)象。加鎖以后的代碼：#include<sys/>#include<>#include<>#include<>#include<>intmain(intargc,char*argv[]){pid_tpid1,pid2;pid1=fork( );if(pid1<0){fprintf(stderr,"childprocess1failed");exit(-1);}elseif(pid1==0){lockf(1,1,0);printf("childprocess1completed\n");}else{pid2=fork( );if(pid2<0){fprintf(stderr,"childprocess1failed");exit(-1);}elseif(pid2==0){lockf(1,1,0);printf("childprocess2completed\n");}else{lockf(1,1,0);printf(“fatherprocessiscompleted\n”);sleep(2);exit(0);}}return0;}所謂進(jìn)度互斥，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)度,不可以同時(shí)進(jìn)入對(duì)于同一組共享變量的臨界地區(qū),不然可能發(fā)生與時(shí)間相關(guān)的錯(cuò)誤,這類現(xiàn)象被稱作進(jìn)度互斥.lockf( )函數(shù)是將文件地區(qū)用作信號(hào)量（監(jiān)督鎖），或控制對(duì)鎖定進(jìn)度的接見（強(qiáng)迫模式記錄鎖定）。試圖接見已鎖定資源的其余進(jìn)度將返回錯(cuò)誤或進(jìn)入休態(tài)，直到資源排除鎖定為止。而上邊三個(gè)進(jìn)度，不存在要同時(shí)進(jìn)入同一組共享變量的臨界地區(qū)的現(xiàn)象，所以輸出和本來(lái)同樣。3）編寫一段程序，使其實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的軟中止通訊。要求：使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)立兩個(gè)子進(jìn)度，再用系統(tǒng)調(diào)用signal( )讓父進(jìn)度捕獲鍵盤上來(lái)的中止信號(hào)（即按DEL鍵）；當(dāng)捕獲到中止信號(hào)后，父進(jìn)度用系統(tǒng)調(diào)用Kill( )向兩個(gè)子進(jìn)度發(fā)出信號(hào)，子進(jìn)度捕獲到信號(hào)后分別輸出以下信息后停止：ChildProcess1iskilledbyParent!ChildProcess2iskilledbyParent!父進(jìn)度等候兩個(gè)子進(jìn)度停止后，輸出以下的信息后停止：ParentProcessiskilled!代碼以下：#include<sys/>#include<>#include<>#include<>#include<>#include<>intwf;voidwaiting( ){while(wf!=0);}voidstop( ){wf=0;}intmain(intargc,char*argv[]){pid_tpid1,pid2;pid1=fork( );if(pid1<0){fprintf(stderr,"childprocess1failed");exit(-1);}elseif(pid1==0){wf=1;signal(16,stop);子進(jìn)度1收到軟中止信號(hào)16時(shí)，調(diào)用函數(shù)stop( )排除“waiting”,繼續(xù)往下履行；等它打印完了childprocess1iskilledbyparent,就退出；對(duì)于子進(jìn)度2來(lái)說也是這樣。而父進(jìn)度在此階段向來(lái)處于“waiting”狀態(tài)（履行wait(0))，直到兩個(gè)子進(jìn)度都退出了，父進(jìn)度才會(huì)退出。因?yàn)閏trl+c信號(hào)會(huì)并發(fā)傳到每個(gè)進(jìn)度中，進(jìn)度遇到該信號(hào)會(huì)馬上停止。當(dāng)子進(jìn)度收到ctrl+c信號(hào)時(shí)，就停止了，根本不會(huì)等父進(jìn)度傳來(lái)的軟中止信號(hào)，所以也就不會(huì)打印出childprocess1iskilled和childprocess2iskilled.在上邊的程序中增添語(yǔ)句signal(SIGINT,SIG-IGN)和signal(SIGQUIT,SIG-IGN)，察看履行結(jié)果，并剖析原由。按下ctrl+c后，運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果以下：signal(SIGINT,SIG-IGN)和signal(SIGQUIT,SIG-IGN)的作用是障蔽從鍵盤上傳來(lái)的中止信號(hào)，所以子進(jìn)度能夠接收到父進(jìn)度傳來(lái)的軟中止信號(hào)，從而將那兩句話打印出來(lái)（4）進(jìn)度的管道通訊編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的管道通訊。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe( )成立一條管道線；兩個(gè)子進(jìn)度P1和P2分別向管道各寫一句話：Child1issendingamessage!Child2issendingamessage!而父進(jìn)度則從管道中讀出來(lái)自于兩個(gè)子進(jìn)度的信息，顯示在屏幕上。要求父進(jìn)度先接收子進(jìn)度P1發(fā)來(lái)的信息，而后再接收子進(jìn)度P2發(fā)來(lái)的信息。源代碼以下：#include<sys/>#include<>#include<>#include<>#include<>intmain(intargc,char*argv[]){pid_tpid1,pid2;intfd[2];charparbuf[50],childbuf[50];pipe(fd);個(gè)子進(jìn)度和父進(jìn)度不一樣的地方只有他的進(jìn)度ID和父進(jìn)度ID,其余的都是同樣.就象符進(jìn)度克隆(clone)自己同樣.而此時(shí)子進(jìn)度也與父進(jìn)度分道揚(yáng)鑣，各自履行自己的操作。至于先履行子進(jìn)度，仍是先履行父進(jìn)度，取決去內(nèi)核的調(diào)動(dòng)算法。一旦子進(jìn)度被創(chuàng)立，父子進(jìn)度互相競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的資源.有時(shí)我們希望子進(jìn)度持續(xù)履行,而父進(jìn)度堵塞直到子進(jìn)度達(dá)成任務(wù).這個(gè)時(shí)候我們能夠調(diào)用wait或許waitpid系統(tǒng)調(diào)用.（2）可履行文件加載時(shí)進(jìn)行了哪些辦理注冊(cè)一個(gè)可履行文件的加載模塊（包括信息：鏈表list，所屬的module，加載可履行文件，加載共享庫(kù)），而后遍歷鏈表，挨次按module加載這個(gè)可執(zhí)行文件（3）當(dāng)初次調(diào)用新創(chuàng)立進(jìn)度時(shí)，其進(jìn)口在哪里在進(jìn)度行列的ready狀態(tài)下，由離自己近來(lái)的父進(jìn)度履行調(diào)動(dòng)，即進(jìn)口在近來(lái)的父進(jìn)度處。（4）進(jìn)度通訊有什么特色（針對(duì)管道通訊）只支持單向數(shù)據(jù)流；只好用于擁有親緣關(guān)系的進(jìn)度之間；沒出名字；管道的緩沖區(qū)是有限的（管道制存在于內(nèi)存中，在管道創(chuàng)立時(shí)，為緩沖劃分派一個(gè)頁(yè)面大?。?；管道所傳遞的是無(wú)格式字節(jié)流，這就要求管道的讀出方和寫入方一定預(yù)先商定好數(shù)據(jù)的格式，比方多少字節(jié)算作一個(gè)信息（或命令、或記錄）等等；總結(jié)經(jīng)過此次實(shí)驗(yàn)，讓我對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)度這一章的內(nèi)容有了更深入的理解。此次實(shí)驗(yàn)有四部分構(gòu)成。第一部分的要點(diǎn)是進(jìn)度創(chuàng)立。在linx操作系統(tǒng)中，進(jìn)度的創(chuàng)立需要調(diào)用fork函數(shù)。此函數(shù)調(diào)用一次，返回兩次。第二部分的要點(diǎn)進(jìn)度互斥。所謂的進(jìn)度互斥，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)度,不可以同時(shí)進(jìn)入對(duì)于同一組共享變量的臨界地區(qū)。經(jīng)過編程，能更為理解這個(gè)觀點(diǎn)。進(jìn)度互斥經(jīng)過lockf( )來(lái)實(shí)現(xiàn)。第三部分的要點(diǎn)是經(jīng)過kill( )函數(shù)和signal( )函數(shù)深入理解進(jìn)度的之間的軟中止。前者是發(fā)送軟中止信號(hào)，后者是接收軟中止信號(hào)。第四部分的要點(diǎn)是經(jīng)過pipe( )函