實(shí)驗(yàn)一、進(jìn)程管理實(shí)驗(yàn)備課講稿.doc

1、精品文檔實(shí)驗(yàn)一linux 進(jìn)程的創(chuàng)建與控制【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、加深對(duì)進(jìn)程概念的理解，明確進(jìn)程和程序的區(qū)別；2、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)；3、分析進(jìn)程爭(zhēng)用資源的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進(jìn)程互斥的方法；【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】編程環(huán)境： TC或者 VC操作系統(tǒng)軟件：linux【準(zhǔn)備知識(shí)】一基本概念1、進(jìn)程的概念；進(jìn)程與程序的區(qū)別。2、并發(fā)執(zhí)行的概念。3、進(jìn)程互斥的概念。二系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用是一種進(jìn)入系統(tǒng)空間的辦法。通常，在 OS 的核心中都設(shè)置了一組用于實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)功能的子程序，并將它們提供給程序員調(diào)用。程序員在需要OS提供某種服務(wù)的時(shí)候，便可以調(diào)用一條系統(tǒng)調(diào)用命令，去實(shí)現(xiàn)希望的功能，這就是系統(tǒng)調(diào)用。因此， 系統(tǒng)調(diào)用就像一個(gè)

2、黑箱子一樣， 對(duì)用戶屏蔽了操作系統(tǒng)的具體動(dòng)作而只是控制程序的執(zhí)行速度等。各個(gè)不同的操作系統(tǒng)有各自的系統(tǒng)調(diào)用，如windows API ，便是 windows 的系統(tǒng)調(diào)用， Linux 的系統(tǒng)調(diào)用與之不同的是 Linux 由于內(nèi)核代碼完全公開(kāi)， 所以可以細(xì)致的分析出其系統(tǒng)調(diào)用的機(jī)制。三相關(guān)函數(shù)。1fork( ) 函數(shù)fork()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。其調(diào)用格式為：int fork()；其中返回int取值意義如下：正確返回：等于 0：創(chuàng)建子進(jìn)程，從子進(jìn)程返回的ID 值；大于 0：從父進(jìn)程返回的子進(jìn)程的進(jìn)程ID 值。精品文檔精品文檔錯(cuò)誤返回：等于 1：創(chuàng)建失敗。2 wait( )函數(shù)wait()函數(shù)常

3、用來(lái)控制父進(jìn)程與子進(jìn)程的同步。在父進(jìn)程中調(diào)用wait()函數(shù)，則父進(jìn)程被阻塞，進(jìn)入等待隊(duì)列，等待子進(jìn)程結(jié)束。當(dāng)子進(jìn)程結(jié)束時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)終止?fàn)顟B(tài)字，系統(tǒng)會(huì)向父進(jìn)程發(fā)出SIGCHLD信號(hào)。當(dāng)接到信號(hào)后，父進(jìn)程提取子進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)字，從wait()函數(shù)返回繼續(xù)執(zhí)行原程序。其調(diào)用格式為：#include #include (pid_t) wait(int *statloc)；正確返回：大于0：子進(jìn)程的進(jìn)程ID 值；等于 0：其它。錯(cuò)誤返回：等于1：調(diào)用失敗。3exit( )函數(shù)exit()函數(shù)是進(jìn)程結(jié)束最常調(diào)用的函數(shù)，在main() 函數(shù)中調(diào)用return ，最終也是調(diào)用 exit()函數(shù)。這些都是進(jìn)

4、程的正常終止。在正常終止時(shí)，exit()函數(shù)返回進(jìn)程結(jié)束狀態(tài)。其調(diào)用格式為：#include void exit(int status)；其中 status為進(jìn)程結(jié)束狀態(tài)。4 kill( ) 函數(shù)kill()函數(shù)用于刪除執(zhí)行中的程序或者任務(wù)。其調(diào)用格式為： kill(int PID,int IID)；其中： PID 是要被殺死的進(jìn)程號(hào)，IID 為向?qū)⒈粴⑺赖倪M(jìn)程發(fā)送的中斷號(hào)。關(guān)于 Linux 下的 C 語(yǔ)言編程1）編輯器可使用 vi2）編譯器使用 gcc格式： gccoption filename例如： gcc -o main main.c主要的 option-o指定輸出文件名（不指定則生成默

5、認(rèn)文件a.out ）其它的參數(shù)見(jiàn)幫助(man gcc)【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟】1進(jìn)程的創(chuàng)建精品文檔精品文檔編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork （）創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程。當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。讓每個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符，父顯示a ，子進(jìn)程分別顯示“b”和“ c”，觀察記錄顯示結(jié)果，并分析原因。#includemain()int p1,p2;while(p1=fork()= =-1);if(p1=0)putchar(b);elsewhile(p2=fork()=-1);if(p2= =0)putchar(c);else putchar(a);運(yùn)行運(yùn)行結(jié)果： rootloca

6、lhost # gcc -o lsj lsj.crootlocalhost # ./lsjbcarootlocalhost # ./lsjbcarootlocalhost # ./lsjbcarootlocalhost # ./lsjbarootlocalhost # c./lsjbcarootlocalhost # ./lsjbcarootlocalhost # ./lsjbcarootlocalhost # ./lsjcarootlocalhost # b分析原因：從進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行來(lái)看，各種情況都有可能。上面的三個(gè)進(jìn)程沒(méi)有同步措施，所以父進(jìn)程與子進(jìn)程的輸出內(nèi)容會(huì)疊加在一起。輸出次序帶有隨機(jī)性

7、。由于函數(shù)printf() 在輸出字符串時(shí)不會(huì)被中斷，因此，字符串內(nèi)部字符順序輸出不變。但由于進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的調(diào)度順序和父子進(jìn)程搶占處理機(jī)問(wèn)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。精品文檔精品文檔2. 進(jìn)程控制 （修改已編寫的程序，將每個(gè)進(jìn)程輸出一個(gè)字符改為每個(gè)進(jìn)程輸出一句話，在觀察程序執(zhí)行時(shí)屏幕上出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析原因。）編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()來(lái)創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，并由父進(jìn)程重復(fù)顯示字符串：“parent ：”和自己的標(biāo)識(shí)數(shù)，而子進(jìn)程則重復(fù)顯示字符串“child ：”和自己的標(biāo)識(shí)數(shù)。#include#includemain()int p1,p

8、2;while(p1=fork()=-1);if(p1=0)printf(childs pid=%dn,getppid();elsewhile(p2=fork()=-1);if(p2=0)printf(childs pid=%dn,getppid();else printf(parents pid=%d n,getppid();結(jié)果：rootlocalhost # gcc -o lsj lsj.crootlocalhost # ./lsjchild 1s pid=4852child 2s pid=4852parent s pid=3224rootlocalhost # ./lsj精品文檔精品文

9、檔child 1s pid=4903child 2s pid=4903parent s pid=3224rootlocalhost # ./lsjchild 1s pid=4918parent s pid=3224rootlocalhost # child 2s pid=1./lsjchild 1s pid=4945child 2s pid=4945parent s pid=3224rootlocalhost # ./lsjchild 1s pid=5270parent s pid=3224rootlocalhost # child 2s pid=5270分析原因：進(jìn)程標(biāo)識(shí)數(shù)隨機(jī)產(chǎn)生，輸出次序

10、也有隨機(jī)性3.編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()來(lái)創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程。子進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用exec( )更換自己的執(zhí)行代碼，顯示新的代碼“new program. ”后，調(diào)用exit()結(jié)束。而父進(jìn)程則調(diào)用 waitpid()等待子進(jìn)程結(jié)束，并在子進(jìn)程結(jié)束后顯示子進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符，然后正常結(jié)束。代碼：main()int p;p=fork();if(p=0)execl( “/root/new ”,0);exit(1);精品文檔精品文檔elseprintf(“parent=%d”,getpid();waitpid();printf(“child=%d ”,getpid();新建 C 程序 new.c:m

11、ainprintf(“new program. ”);分析原因：先編譯 root 下的 new.c ，產(chǎn)生 new應(yīng)用程序， execl( “/root/new ”, 0); 調(diào)用 root 目錄下的 new應(yīng)用程序，執(zhí)行輸出 new program. 問(wèn)題討論 1. 系統(tǒng)是怎樣創(chuàng)建進(jìn)程的？答：系統(tǒng)創(chuàng)建的第一個(gè)進(jìn)程是init進(jìn)程。系統(tǒng)中所有的進(jìn)程都是由當(dāng)前進(jìn)程使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建的。子進(jìn)程被創(chuàng)建后繼承了父進(jìn)程的資源。子進(jìn)程共享父進(jìn)程的虛存空間。寫時(shí)拷貝 (copyon write)：子進(jìn)程在創(chuàng)建后共享父進(jìn)程的虛存內(nèi)存空間，只是在兩個(gè)進(jìn)程中某一個(gè)進(jìn)程需要向虛擬內(nèi)存寫入數(shù)據(jù)時(shí)才拷貝相應(yīng)部分的虛擬內(nèi)存。子進(jìn)程在創(chuàng)建后執(zhí)行的是父進(jìn)程的程序代碼。2. 可執(zhí)行文件加載時(shí)進(jìn)行了哪些處理？答：當(dāng)操作系統(tǒng)裝載一個(gè)可執(zhí)行文件的時(shí)候，首先操作系統(tǒng)判斷該文件是否是一個(gè)合法的可執(zhí)行文件。如果是操作系統(tǒng)將按照段表中的指示為可執(zhí)行程序分配地址空間。3. 當(dāng)首次調(diào)用新創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，其入口在哪里？精品文檔精品文檔答： fork 系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建的子進(jìn)程繼承了原進(jìn)程的conte