lab5 Linux进程及并发程序设计 2

1、华南师范大学实验报告学生姓名 学 号 专 业 多媒体与网络技术 年级、班级 12级多媒体2班 课程名称 操作系统原理 实验项目 实验5 Linux进程及并发程序设计 实验类型 验证 设计 R 综合 实验时间 2014 年 4月22日实验指导老师 实验评分 实验5 Linux进程及并发程序设计 一实验目的：掌握Linux环境下的进程并发程序及管道应用程序的编写要点。二实验内容：1 编写一个并发程序，父进程打印“The Parent is running”，子进程打印“The Child is running”。2 编写一个并发程序，父进程打印“The Parent is running”，子进程

2、打印“The Child is running”，并保证子进程输出在前，父进程输出在后。3 编写一个管道应用程序，父进程通过管道提供字符串“put the string into the pipe.”给子进程，子进程通过管道接收这条信息，然后打印输出。4 调试并运行3.10的并发程序设计实例，显示结果是什么，并分析之。5 提高题：编写一个管道应用程序，使父进程接受用户从键盘输入的数据信息并通过管道传送给子进程，子进程打印输出通过管道接收到的数据信息。3 实验过程步骤与结果： （一）编写一个并发程序1. 根据要求编写程序：#include<stdio.h>main( ) int p;

3、 /存放子进程pid号while( ( p=fork( ) ) =-1); /创建子进程直到成功为止if (p = 0) /返回值=0表示子进程返回 printf("The Child is runningn");else /返回值>0表示父进程返回 printf("The Parent is runningn");2.存放在Linux中的bingfa.c文档中：3.使用gcc命令对bingfa.c进行编译：4.多次使用./a.out执行该命令，查看结果：输出：The Parent is runningThe Child is running或者T

4、he Child is runningThe Parent is running5. 运行结果分析：通过实验结果可看出，这是一个并发程序，子进程和父进程在不同的情况下先后出现的顺序可能不同，具有随机性。（2） 编写一个并发程序（子先父后）1. 根据要求编写程序：#include<stdio.h>#include <stdlibh>main( ) int p; /存放子进程pid号while( ( p=fork( ) ) =-1); /创建子进程直到成功为止if (p = 0) /返回值=0表示子进程返回 printf("The Child is running

5、n"); exit(0); / 在子进程结束时调用exit（0），使子进程自我终止，并发终止信号给其父进程；else /返回值>0表示父进程返回 wait(0); /父进程等待子进程终止，再执行下方程序 printf("The Parent is runningn"); 2. 存放在Linux中的Childfirst.c文档中：3. 使用gcc命令对Childfirst.c进行编译：4.多次使用./a.out执行该命令，查看结果：输出：The Child is runningThe Parent is running5. 运行结果分析：从运行结果可看出此程序

6、实现了父等子的功能，始终是子进程先执行。从代码上看，是用wait(0)和exit(0)实现的，在子进程（p=0）运行后使用exit(0)终止进程，在父进程（p>0）内容程序执行前加上wait(0)，使父进程接收到子进程结束的信号后才执行内容程序，从而实现了后执行父进程的效果。（3） 编写一个管道应用程序（父提供给子字符串）1. 根据要求编写程序：#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h> /printf函数的头文件#include<stdlib.h> /exit函数

7、的头文件#define LINESIZE 1024int main(void) int n, fd2; pid_t pid; char lineLINESIZE; if(pipe(fd)<0) /调用pipe()函数建立管道； printf("pipe error"); /建立不成功则返回“pipe error"，并退出； exit(1); if(pid=fork()<0) /创建进程，创建不成功则返回"fork error"并退出 printf("fork error"); exit(1); else if(p

8、id>0) /父进程的fork()返回 close(fd0); /关闭管道读指针； printf("I'm fathern"); /声明它是父进程 write(fd1, "put the string into the pipe.n",29);/将"put the string into the pipe.n"写入管道 close(fd1); /关闭管道写指针； else /父进程的fork()返回 close(fd1); /关闭管道写指针； printf("I'm sonn"); /声明它是

9、子进程 n=read(fd0,line, LINESIZE);/读取输入的信息，存放到字符串line中 printf("string: %sn", line); /输出”string:“和输入的信息 close(fd0); /关闭管道读指针； exit(0); /退出程序；2. 存放在Linux中的father_to_son.c文档中：3. 使用gcc命令对father_to_son.c进行编译：4. 使用./a.out执行该命令，查看结果：输出：I'm fatherI'm sonstring:put the string into the pipe.5.运

10、行结果及程序思路分析：通过pipe（）函数建立管道；用close(fd0)关闭父进程管道读指针，利用write(fd1, "字符串内容",字符串长度);写入字符串，最后关闭管道写指针；用close(fd1)关闭子进程管道写指针，利用read(fd0, "字符串内容",字符串长度);读取管道中字符串，最后关闭管道读指针；实现父进程向子进程传递字符串的功能；(四）调试运行3.10并发程序并进行分析1.程序源代码如下：【father1.c】：【child1.c】：【pipeline.c】：2.执行程序：输入： cc -o child1 child1.c cc

11、-o father1 father1.ccc pipeline.c./a.out 输出：_Parent is using pipe write.child,child.3. 代码与运行结果分析：【father1.c】：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>main()static char string="Parent is using pipe write."int len;len=sizeof(string);write(1,string,len); /将"Parent is using pipe wri

12、te."写入字符串len中printf("parent,parent, parentnnn"); /输出显示是parent进程在执行exit(0);【child1.c】：#include<stdio.h>main()char output30;read(0,output,30); /读output中的内容printf("_%sn child,child.n",output);/输出output中的内容加上child，child声明是子进程return(0);【pipeline.c】：#include<stdio.h>#i

13、nclude<stdlib.h>#include<unistd.h>#define STD_INPUT 0 /定义标准输入设备描述符#define STD_OUTPUT 1 /定义标准输出设备描述符int fd2;main() static char process1="father1",process2="child1" pipe(fd); /定义管道，返回文件描述符fd0,fd1 pipeline(process1,process2); /调用自定义函数pipeline(); exit(1); /程序结束pipeline(pr

14、ocess1,process2)char *process1,*process2; int i; while(i=fork()=-1); /创建进程，创建失败则反复创建，直到创建成功 if(i) /父进程的fork()返回 close(fd0); /关闭管道读端 close(STD_OUTPUT); /关闭标准输出描述符1(原来是写到显示器的指针） dup(fd1); /指定标准输出描述符1为管道写指针，语句后调用printf函数，那么内容并不会输出到显示器，而是写入了管道中。 close(fd1); /关闭原始管道写指针 execl(process1,process1,0); /用程序fat

15、her1覆盖当前程序 printf("father failed.n");/execl()执行失败时才执行这一行 else close(fd1); /关闭管道写端 close(STD_INPUT); /关闭标准输出描述符0 dup(fd0); /指定标准输入描述符0为管道读指针， 语句后调用scanf函数，那么不会从键盘读取内容，而是从管道中读取。 close(fd0); /关闭原始管道读指针 execl(process2,process2,0); /用程序child1覆盖当前程序 printf("child failed.n");/execl()执行失

16、败时才执行这一行 exit(2); /程序结束4. 运行结果分析：输出结果为：_Parent is using pipe write.child,child. Pipeline.c中调用了dup(fd1); 指定标准输出描述符1为管道写指针，语句后调用printf函数，那么内容并不会输出到显示器，而是写入了管道中。而从结果可看出，父进程通过管道传给了子进程“Parent is using pipe write.”（从而才会前面有_，后面有child,child)，同时pipeline.c中使用execl(process1,process1,0); 用父进程覆盖原进程，如果没有发挥dup(fd1

17、)的作用（将printf中的内容“parent,parent,parent”写入管道中），也应在界面中打印出来。所以我进行了以下几个测试：（1） 测试printf是否因write而没有输入到管道中（注释掉write行）输出了：_parent,parent,parent(3行）child,child出现了“_”和“child,child”，说明dup(fd1)的作用实现了，prinf的内容的确输入到管道中。说明是write导致的。（2） 测试是否由于write和printf的顺序导致无法写入（调换位置）仍然无法输出，说明不是顺序问题；（3） 测试是否发送接收字符串的问题（是否结束符0的问题）修改

18、发送字符串长度：后面出现的pa说明的确是字符串长度的问题；接下来修改接收字符串长度：成功实现prinf内容输入管道并从子进程同时读取出用write和prinf写入的内容。分析字符串长度为何会导致这种问题：通过上网了解到，用sizeof计算变量的空间大小时,它会把数组末尾的0符号也计算进去,在你往管道内输入后,读取时遇见'0'符号就会认为字符串结束，就不再读取prinf中的内容，而prinf中的内容，不管与write命令的顺序如何，都只会把内容输入到管道中write的部分。从而，整个程序利用execl();实现father1和child1在同一程序中实现，father1通过管道通

19、信传给了child1字符串；同时利用close(fd)的方式实现进程的互斥。使用dup(fd)实现将外部输入输出设备的信息置于管道中，进行读取。(五）编写一个管道应用程序（父接收键盘输入传给子进程）1.根据要求编写程序：#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <stdarg.h>#include<stdlib.h>#define LINESIZE 1024int main(void) int

20、 n, fd2; pid_t pid; char lineLINESIZE; fgets(line, sizeof(line), stdin); /获得键盘输入，存放在字符串line中 if(pipe(fd)<0) /调用pipe()函数建立管道； printf("pipe error"); /建立不成功则返回“pipe error"，并退出； exit(1); if(pid=fork()<0) /创建进程，创建不成功则返回"fork error"并退出 printf("fork error"); exit(1)

21、; else if(pid>0) close(fd0); /关闭管道读指针 printf("I'm fathern"); /声明它是父进程 write(fd1, line,sizeof(line); /将line中的内容（即键盘输入）写入管道中 close(fd1); /关闭管道写指针 else /子进程的fork()返回 close(fd1); /关闭管道写指针； printf("I'm sonn"); /声明它是子进程 n=read(fd0,line, LINESIZE);/读取输入的信息，存放到字符串line中 printf("string: %sn", line); /输出”string:“和输入的信息 close(fd0); /关闭管道读指针 exit(0); /退出程序；2.存放在Linu