操作系统实验报告-进程管理.doc

实验内容：进程管理一、 实验目的1、 掌握Linux中进程的创建方法及执行情况；2、 加深对进程、进程树等概念的理解；3、掌握Linux中如何加载子进程自己的程序；4、掌握父进程通过创建子进程完成某项任务的方法；5.、掌握系统调用exit()和_exit()调用的使用。6、分析进程竞争资源的现象，学习解决进程互斥的方法；进一步认识并发执行的实质二、 实验内容（一）进程的创建1、编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符。#includemain() int p,x; p=fork(); if(p0) x=fork(); if(x0) printf(fathern); else printf(child2); else printf(child1);输出结果：child1child2father2、运行以下程序，分析程序执行过程中产生的进程情况。#includemain() intp,x;p=fork();if(p0) fork();elsefork();fork();sleep(15);实验步骤：编译连接gccoforktreeforktree.c后台运行./forktree&使用pstreeh查看进程树运行结果：gnome-terminalbashforktreeforktreeforktreeforktreeforktreeforktreepstree分析：程序运行，系统首先创建一个进程forktree,执行到p=fork()创建一个子进程forktree，子进程获得处理机优先执行，父进程等待；执行else，当执行到第一个fork()函数时，子进程创建了一个进程forktree，称之为孙进程，孙进程获得处理机往下执行，子进程等待；执行到第二个fork()函数时，孙进程又创建一个进程forktree，称之为重孙进程，重孙进程很快执行完，将处理机还给孙进程，孙进程很快执行完，将处理机还给子进程；子进程继续往下执行，执行到第二个fork()函数，又创建一个进程forktree，称之为第二孙进程，并获得处理机执行，此进程很快执行完，将处理机还给子进程，子进程也很快执行完，将处理机还给父进程，父进程P0执行if语句，运行fork()函数，又创建一个进程forktree，称之为第二子进程，此进程获得处理机执行很快运行完，将处理机还给父进程，父进程运行sleep(15)语句，休眠15秒，用pstree命令查询进程树。3、运行程序，分析运行结果。#includemain()intp,x,ppid,pid;x=0;p=fork();if(p0)printf(parentoutputx=%dn,+x);ppid=getpid();printf(Thiidnumberofparentis:ppid=%dn,ppid);elseprintf(childoutputx=%dn,+x);pid=getpid();printf(Thiidnumberofchildis:pid=%dn,pid);运行结果：Parentoutputx=1Thisidnumberofparentis:ppid=3110Childoutputx=1Thisisnumberofchildis:pid=3111分析：fork创建进程的时候子进程与父进程共享代码区，子进程复制父进程的数据区，所以，两个进程中的数据互不影响都是1。4、loop.c#includemain()while（1）；实验步骤：编译gccloop.coloop后台运行./loop&（可多次使用该命令）多次使用ps命令查看进程状态结果：FSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD0S1000264526430800-1444waitpts/000:00:00bash0R10003622264578800-403-pts/000:00:18loop0R10003627264539800-403-pts/000:00:02loop0R10003628264539800-403-pts/000:00:01loop0R1000363026450800-625-pts/000:00:00ps（二）进程控制1、设计一程序，父进程创建一子进程，子进程的功能是输出“helloworld！”，使用execl（）加载子进程的程序。程序代码如下：execl.c程序：#include#include#includemain()int p;p=fork();if(p0) printf(father is running!n);else printf(child is running!n); execl(./hello,hello,0);printf(child is running!n);hello.c程序：#includemain() printf(hello world!n);输出结果：child is running!hello world!father is running!2、运行以下程序，分析程序执行结果。#include#includemain()intp;p=fork();if(p0)printf(thisisparent);elseprintf(thisischildfirstn”);printf(thisischildsecond”);_exit(0);执行结果：this is child firstthis is parentchunRedFlagLinux jjz$换为exit(0)的执行结果：this is child firstthisischildsecond this is parentchunRedFlagLinux jjz$分析：_exit()只是返回进程状态SZOMB，不清除缓冲区内容； exit(0)表示进程正常终止；（三）、进程的互斥1、利用catto_be_locked.txt查看下面程序的输出结果。#include#includemain()int p1,p2,i;int *fp;fp=fopen(to_be_locked.txt,w+);if(fp=NULL)printf(Fail to create file);exit(-1);while(p1=fork()=-1);/*创建子进程p1*/if(p1=0)lockf(*fp,1,0);/*加锁*/for(i=0;i10;i+) fprintf(fp,daughter%dn,i);lockf(*fp,0,0);/*解锁*/elsewhile(p2=fork()=-1); /*创建子进程p2*/if(p2=0)lockf(*fp,1,0); /*加锁*/for(i=0;i10;i+) fprintf(fp,son%dn,i);lockf(*fp,0,0); /*解锁*/elsewait(NULL);lockf(*fp,1,0); /*加锁*/for(i=0;i10;i+) fprintf(fp,parent%dn,i);lockf(*fp,0,0); /*解锁*/fclose(fp);执行结果：daughter0daughter1daughter2daughter3daughter4daughter5daughter6daughter7daughter8daughter9son0son1son2son3son4son5son6son7son8son9parent0parent1parent2parent3parent4parent5parent6parent7parent8parent9分析：程序开始定义了文件读写指针用于打开指定的文件，当文件不存在时则自动创建。然后有创建了一个进程p1，p1获得处理机执行，给文件读写指针加锁，这样，即使p1失去处理机，其他获得处理机的进程也无法访问文件指针指向的文件，当p1再次获得处理机后继续执行直至进程p1结束并解锁；p1结束后父进程获得处理机执行又创建了进程p2，p2获得处理机执行，也给文件指针加锁，同理直至p2运行完解锁；p2结束后父进程获得处理机，父进程也给文件指针加锁，直至父进程执行完毕解锁，程序结束。2、按以下步骤分析下面的程序：（1）查看程序执行的结果并估计程序执行所需要时间。（2）将程序中所有的lockf函数加上注释，再观察程序执行的结果和估算程序执行所需的时间。（3）分析这两次执行的结果与时间的区别。#include#includemain()intp1,p2,i;p1=fork();/*创建子进程p1*/if(p1=0)lockf(1,1,0);/*加锁，这里第一个参数为stdout（标准输出设备的描述符）*/for(i=0;i10;i+)printf(child1=%dn,i);sleep(1);lockf(1,0,0);/*解锁*/elsep2=fork();/*创建子进程p2*/if(p2=0)lockf(1,1,0);/*加锁*/for(i=0;i10;i+)printf(child2=%dn,i);sleep(1);lockf(1,0,0);/*解锁*/elselockf(1,1,0);/*加锁*/for(i=0;i0时，表示父进程。-1时，表示创建进程失败。子进程与父进程共享代码区，子进程复制父进程的数据区。2、fork()创建进程的时候，子进程复制父进程的代码，要想改变子进程的代码就可以调用execl()来实现，调用execl()即可用于新程序的运行；注意exit()和_exit()的不同