實驗二-進程管理

實驗二進程管理〔一〕實驗?zāi)康幕驅(qū)嶒炘?．加深對進程概念的理解，明確進程和程序的區(qū)別。2．進一步認(rèn)識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。3．分析進程競爭資源現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進程互斥的方法。4．了解Linux系統(tǒng)中進程通信的根本原理?！捕硨嶒瀮?nèi)容1．進程的創(chuàng)立。2．進程的控制。3．①編寫一段程序，使其現(xiàn)實進程的軟中斷通信。要求：使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)立兩個子進程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進程捕捉鍵盤上來的中斷信號〔即按DEL鍵〕；當(dāng)捕捉到中斷信號后，父進程用系統(tǒng)調(diào)用Kill()向兩個子進程發(fā)出信號，子進程捕捉到信號后分別輸出以下信息后終止：ChildProcessllisKilledbyParent!ChildProcessl2isKilledbyParent!父進程等待兩個子進程終止后，輸出如下的信息后終止ParentProcessisKilled!②在上面的程序中增加語句signal(SIGNAL,SIG-IGN)和signal(SIGQUIT,SIG-IGN),觀察執(zhí)行結(jié)果，并分析原因。4．進程的管道通信。編制一段程序，實現(xiàn)進程的管理通信。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一條管道線；兩個子進程P1和P2分別向管道中寫一句話：Child1issendingamessage!Child2issendingamessage!而父進程那么從管道中讀出來自于兩個子進程的信息，顯示在屏幕上。要求父進程先接收子進程P1發(fā)來的消息，然后再接收子進程P2發(fā)來的消息。實驗2指導(dǎo)[實驗內(nèi)容]進程的創(chuàng)立〈任務(wù)〉編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)立兩個子進程。當(dāng)此程序運行時，在系統(tǒng)中有一個父進程和兩個子進程活動。讓每一個進程在屏幕上顯示一個字符；父進程顯示字符“a〞，子進程分別顯示字符“b〞和“c〞。試觀察記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因?！闯绦颉?include<stdio.h>main(){intp1,p2; if(p1=fork())/*子進程創(chuàng)立成功*/ putchar('b'); else { if(p2=fork())/*子進程創(chuàng)立成功*/ putchar('c'); elseputchar('a');/*父進程執(zhí)行*/ }}SHAPE<運行結(jié)果> bca(有時會出現(xiàn)abc的任意的排列)分析：從進程執(zhí)行并發(fā)來看，輸出abc的排列都是有可能的。原因：fork()創(chuàng)立進程所需的時間雖然可能多于輸出一個字符的時間，但各個進程的時間片的獲得卻不是一定是順序的，所以輸出abc的排列都是有可能的。進程的控制<任務(wù)>修改已編寫好的程序，將每個程序的輸出由單個字符改為一句話，再觀察程序執(zhí)行時屏幕上出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析其原因。如果在程序中使用系統(tǒng)調(diào)用lockf()來給每個程序加鎖，可以實現(xiàn)進程之間的互斥，觀察并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象?！闯绦?〉#include<stdio.h>main(){ intp1,p2,i; if(p1=fork()){ for(i=0;i<500;i++) printf("parent%d\n",i);wait(0);/*保證在子進程終止前，父進程不會終止*/ exit(0);} else { if(p2=fork()) { for(i=0;i<500;i++)printf("son%d\n",i);wait(0);/*保證在子進程終止前，父進程不會終止*/ exit(0);/*向父進程信號0且該進程退出*/}else { for(i=0;i<500;i++) printf(“grandchild%d\n",i); exit(0);} }}〈運行結(jié)果〉parent…. son…grandchild…grandchild… 或grandchild …son …grandchild …son …parent分析：由于函數(shù)printf()輸出的字符串之間不會被中斷，因此,每個字符串內(nèi)部的字符順序輸出時不變。但是,由于進程并發(fā)執(zhí)行時的調(diào)度順序和父子進程的搶占處理機問題，輸出字符串的順序和先后隨著執(zhí)行的不同而發(fā)生變化。這與打印單字符的結(jié)果相同?！闯绦?〉#include<stdio.h>#include<stdio.h>main(){ intp1,p2,i; if(p1=fork()) { lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i++)printf("parent%d\n",i); lockf(1,0,0);wait(0);/*保證在子進程終止前，父進程不會終止*/ exit(0);} else { if(p2=fork()) { lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i++)printf("son%d\n",i); lockf(1,0,0);wait(0);/*保證在子進程終止前，父進程不會終止*/ exit(0); } else {lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i++)printf("daughter%d\n",i);lockf(1,0,0); exit(0); } }}<運行結(jié)果〉輸出parent塊,son塊,grandchild塊的順序可能不同，但是每個塊的輸出過程不會被打斷。分析：因為上述程序執(zhí)行時，lockf(1,1,0)鎖定標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備，lockf(1,0,0)解鎖標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備，在lockf(1,1,0)與lockf(1,0,0)中間的for循環(huán)輸出不會被中斷，加鎖與不加鎖效果不相同。3．軟中斷通信〈任務(wù)1〉編制一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)立兩個子進程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進程捕捉鍵盤上來的中斷信號〔即按ctrl+c鍵〕，當(dāng)捕捉到中斷信號后，父進程用系統(tǒng)調(diào)用kill()向兩個子進程發(fā)出信號，子進程捕捉到信號后，分別輸出以下信息后終止：childprocess1iskilledbyparent!childprocess2iskilledbyparent!父進程等待兩個子進程終止后，輸出以下信息后終止：parentprocessiskilled!<程序流程圖>〈程序〉#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<unistd.h>voidwaiting(),stop(),alarming();intwait_mark;main(){ intp1,p2; if(p1=fork())/*創(chuàng)立子進程p1*/ { if(p2=fork()) /*創(chuàng)立子進程p2*/ {wait_mark=1; signal(SIGINT,stop);/*接收到^c信號，轉(zhuǎn)stop*/signal(SIGALRM,alarming);/*接受SIGALRM*/waiting(); kill(p1,16);/*向p1發(fā)軟中斷信號16*/ kill(p2,17);/*向p2發(fā)軟中斷信號17*/ wait(0);/*同步*/wait(0);printf("parentprocessiskilled!\n");exit(0);} else{ wait_mark=1; signal(17,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN);/*忽略^c信號*/ while(wait_mark!=0); lockf(1,1,0); printf("childprocess2iskilledbyparent!\n"); lockf(1,0,0); exit(0); } } else {wait_mark=1;signal(16,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN);/*忽略^c信號*/while(wait_mark!=0) lockf(1,1,0); printf("childprocess1iskilledbyparent!\n");lockf(1,0,0); exit(0); }}voidwaiting(){sleep(5);if(wait_mark!=0)kill(getpid(),SIGALRM);}voidalarming(){ wait_mark=0;}voidstop(){ wait_mark=0;}<運行結(jié)果>不做任何操作等待五秒鐘父進程回在子進程縣推出后退出，并打印退出的順序；或者點擊ctrl+C后程序退出并打印退出的順序。〈任務(wù)2〉在上面的任務(wù)1中，增加語句signal(SIGINT,SIG_IGN)和語句signal(SIGQUIT,SIG_IGN)，觀察執(zhí)行結(jié)果，并分析原因。這里，signal(SIGINT,SIG_IGN)和signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分別為忽略鍵信號以及忽略中斷信號。<程序>#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<unistd.h> intpid1,pid2; intEndFlag=0; intpf1=0; intpf2=0;voidIntDelete(){ kill(pid1,16); kill(pid2,17);}voidInt1(){ printf("childprocess1iskilled!byparent\n"); exit(0);}voidInt2(){ printf("childprocess2iskilled!byparent\n"); exit(0);}main(){ intexitpid; if(pid1=fork()) {if(pid2=fork()){ signal(SIGINT,IntDelete); waitpid(-1,&exitpid,0); waitpid(-1,&exitpid,0); printf("parentprocessiskilled\n");exit(0);}else{ signal(SIGINT,SIG_IGN);signal(17,Int2); pause();} } else { signal(SIGINT,SIG_IGN);signal(16,Int1); pause(); }}〈運行結(jié)果〉請將上述程序輸入計算機后，執(zhí)行并觀察。進程的管道通信〈任務(wù)〉編制一段程序，實現(xiàn)進程的管道通信。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一條管道線。兩個子進程p1和p2分別向通道個寫一句話：child1processissendingmessage!child2processissendingmessage!而父進程那么從管道中讀出來自兩個進程的信息，顯示在屏幕上?！闯绦颉?include<unistd.h>#include<signal.h>#include<stdio.h>intpid1,pid2;main(){intfd[2];charoutpipe[100],inpipe[100];pipe(fd);/*創(chuàng)立一個管道*/while((pid1=fork())==-1);if(pid1==0){lockf(fd[1],1,0);sprintf(outpipe,"child1processissendingmessage!"); /*把串放入數(shù)組outpipe中*/write(fd[1],outpipe,50);/*向管道寫長為50字節(jié)的串*/sleep(5);/*自我阻塞5秒*/lockf(fd[1],0,0);exit(0);}else{while((pid2=fork())==-1);if(pid2==0){lockf(fd[1],1,0);/*互斥*/sprintf(outpipe,"child2processissendingmessage!");write(fd[1],outpipe,50);sleep(5);lockf(fd[1],0,0);exit(0);}else{wait(0);/*同步*/read(fd[0],inpipe,50);/*