實(shí)驗(yàn)二進(jìn)程管理

1、實(shí)驗(yàn)二進(jìn)程管理(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕驅(qū)嶒?yàn)原理1 .加深對進(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)識并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)。3 .分析進(jìn)程競爭資源現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進(jìn)程互斥的方法。4 . 了解linux系統(tǒng)中進(jìn)程通信的基本原理。(二)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .進(jìn)程的創(chuàng)建。2 .進(jìn)程的控制。3 .編寫一段程序，使其現(xiàn)實(shí)進(jìn)程的軟中斷通信。要求：使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，再用系統(tǒng)調(diào)用 signal()讓父進(jìn)程捕捉 鍵盤上來的中斷信號(即按 de1b);當(dāng)捕捉到中斷信號后，父進(jìn)程用系統(tǒng)調(diào)用kill()向兩個(gè)子進(jìn)程發(fā)出信號，子進(jìn)程捕捉到信號后分別輸出下列信息后終止：child processll is kil

2、led by parent!child processl2 is killed by parent!父進(jìn)程等待兩個(gè)子進(jìn)程終止后，輸出如下的信息后終止parent process is killed!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(jìn)程的管道通信。編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管理通信。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一條管道線；兩個(gè)子進(jìn)程p1和p2分別向管道中寫一句話：child 1 is sending a message!child 2 is sending a messa

3、ge!而父進(jìn)程則從管道中讀出來自于兩個(gè)子進(jìn)程的信息，顯示在屏幕上。要求父進(jìn)程先接收子進(jìn)程p1發(fā)來的消息，然后再接收子進(jìn)程p2發(fā)來的消息。實(shí)驗(yàn)2指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .進(jìn)程的創(chuàng)建任務(wù)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。讓每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符；父進(jìn)程顯示字符“a”，子進(jìn)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。程序#include<stdio.h> main() int p1,p2;if(p1=fork()/*子進(jìn)程創(chuàng)建成功*/putchar('b');elseif

4、(p2=fork()/*子進(jìn)程創(chuàng)建成功*/putchar('c'); else putchar('a');/* 父進(jìn)程執(zhí)行 */運(yùn)行結(jié)果>bca(有時(shí)會出現(xiàn)abc的任意的排列)分析：從進(jìn)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)建進(jìn)程所需的時(shí)間雖然可能多于輸出一個(gè)字符的時(shí)間，但各個(gè)進(jìn)程的時(shí)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。2 .進(jìn)程的控制任務(wù)修改已編寫好的程序， 將每個(gè)程序的輸出由單個(gè)字符改為一句話，再觀察程序執(zhí)行時(shí)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(gè)程序加

5、鎖，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥，觀察并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象。程序1#include<stdio.h>main()int p1,p2,i;if(p1=fork()for(i=0;i<500;i+)printf("parent%dn",i);wait(0);/*保證在子進(jìn)程終止前，父進(jìn)程不會終止*/exit(0); else if(p2=fork()for(i=0;i<500;i+)printf("son %dn",i);wait(0);/*保證在子進(jìn)程終止前，父進(jìn)程不會終止*/exit(0); /*向父進(jìn)程信號0且該進(jìn)程退出*/ else f

6、or(i=0;i<500;i+)printf( grandchild %dn",i);exit(0); 運(yùn)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(gè)字符串內(nèi)部的字符順序輸出時(shí)不變。但是，由于進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)的調(diào)度順序和父子進(jìn)程的搶占處理機(jī)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。程序2#include<stdio.h>#include<stdio

7、.h>main()int p1,p2,i;if(p1=fork() lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i+)printf("parent %dn",i);lockf(1,0,0);wait(0);/*保證在子進(jìn)程終止前，父進(jìn)程不會終止*/exit(0);elseif(p2=fork() lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i+)printf("son %dn",i);lockf(1,0,0);*/wait(0);/*保證在子進(jìn)程終止前，父進(jìn)程不會終止 exit(0); else lockf(1,1,

8、0);for(i=0;i<500;i+) printf("daughter %dn",i);lockf(1,0,0); exit(0);運(yùn)行結(jié)果輸出parent塊,son塊,grandchild塊的順序可能不同，但是每個(gè)塊的輸出過程不會被打斷。分析：因?yàn)樯鲜龀绦驁?zhí)行時(shí)，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)建兩個(gè)子進(jìn)程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進(jìn)程

9、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(jìn)程用系統(tǒng)調(diào)用kill() 向兩個(gè)子進(jìn)程發(fā)出信號，子進(jìn)程捕捉到信號后，分別輸出下列信息后終止： child process1 is killed by parent!child process2 is killed by parent!父進(jìn)程等待兩個(gè)子進(jìn)程終止后，輸出以下信息后終止： parent process is killed!程序流程圖程序#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<unistd.h>void waiting(),stop

10、(),alarming();int wait_mark;main()int p1,p2;if(p1=fork()/* 創(chuàng)建子進(jìn)程 p1*/if(p2=fork()/* 創(chuàng)建子進(jìn)程 p2*/wait_mark=1;signal(sigint,stop); /* 接收到 ac 信號，轉(zhuǎn) stop*/ signal(sigalrm,alarming);/* 接受 sigalrm*/ waiting。； kill(p1,16);/*向pl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("parent pr

11、ocess is killed!n");exit(0); else wait_mark=1; signal(17,stop);signal(sigint,sig_ign); /*忽略 ac 信號 */ while (wait_mark!=0);lockf(1,1,0);printf("child process2 is killed by parent!n");lockf(1,0,0);exit(0);elsewait_mark=1;signal(16,stop);signal(sigint,sig_ign); /* 忽略 c 信號 */while (wait_m

12、ark!=0) lockf(1,1,0);printf("child processl is killed by parent!n");lockf(1,0,0);exit(0);void waiting。 sleep(5);if (wait_mark!=0) kill(getpid(),sigalrm);void alarming。 wait_mark=0; void stop() wait_mark=0;運(yùn)行結(jié)果>不做任何操作等待五秒鐘父進(jìn)程回在子進(jìn)程縣推出后退出，并打印退出的順序；或者點(diǎn)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

13、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>int pid1,pid2;int endflag=0;int pf1=0;int pf2=0;void intdelete() kill(pid1,16);kill(pid2,17);

14、void int1()printf("child process 1 is killed !by parentn");exit(0);void int2()printf("child process 2 is killed !by parentn");exit(0);main()int exitpid;if(pid1=fork()if(pid2=fork()signal(sigint,intdelete);waitpid(-1,&exitpid,0);waitpid(-1,&exitpid,0);printf("parent p

15、rocess is killedn");exit(0);elsesignal(sigint,sig_ign);signal(17,int2);pause();elsesignal(sigint,sig_ign);signal(16,int1);pause();運(yùn)行結(jié)果請將上述程序輸入計(jì)算機(jī)后，執(zhí)行并觀察。3.進(jìn)程的管道通信任務(wù)編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管道通信。使用系統(tǒng)調(diào)用 pipe()建立一條管道線。兩個(gè)子 進(jìn)程pl和p2分別向通道個(gè)寫一句話：childlprocess is sending message!child2process is sending message!而父進(jìn)程則

16、從管道中讀出來自兩個(gè)進(jìn)程的信息，顯示在屏幕上。程序#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <stdio.h>int pid1,pid2;main()int fd2;char outpipe100,inpipe100;pipe(fd);/*創(chuàng)建一個(gè)管道*/while (pid1=fork( )=-1);if(pid1=0)lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!");/*把串放入數(shù)組 outpipe中*/write(fd1,outpipe,50);/*向管道寫長為 50字節(jié)的串*/sleep(5);/*自我阻塞5秒*/lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork( )=-1);if(pid2=0)lockf(fd1,1,0);/* 互斥*/sprintf(outpipe,"child 2 process is sending message!");write(fd1,outpipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewait(0);/* 同步*/read(f