实验二 进程管理(linux)

实验二 进程管理（Linux）

一、 二、

实验目的与任务

1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。 2）进一步认识并发执行的实质 三、

预习要求 1）进程的概念

2）进程控制的概念及内容 3）进程的并发执行 4）熟悉互斥的概念

5）用到的Linux函数有：fork()，lockf()等。 四、

实验基本原理

使用fork()系统调用来创建一个子进程，父进程和子进程并发执行，交替输出结果。使用lockf()系统调用对临界区进行加锁操作，实现对共享资源的互斥使用。 五、

六、

实验内容 1）进程的创建

编写一段程序，使用系统调用fork( ) 创建两个子程序。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：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。运行程序10次，观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

2）进程的控制

修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。如果在程序中使用系统调用lockf()来给每一个进程加锁，可以实现进程间的互斥，观察并分析出现的现象。

实验仪器与设备（或工具软件）

实验设备：计算机一台，软件环境要求： Linux操作系统和gcc编译器。

实验类型

本实验为设计性实验。

(1)进程的创建参考程序如下：

#include main() { int p1,p2;

while((p1=fork())==-1); //p父进程 p1子进程1 if(p1!=0) {

while(((p2=fork())==-1); //p父进程 p2子进程2 if(p2==0) putchar('b'); else putchar('c'); }

else putchar('a'); }

运行结果：略 cab bca bac 分析： 原因：

Fork（）函数有三个返回值： 1. -1 执行不成功

2. 0 表示当前正在执行子进程

3. 其他数值 表示当前正在执行父进程，值是子进程的进程标识符 PID 4. 获取当前进程的标识符 getpid() 5. 获取当前进程的父进程的标识符getppid() (2)进程的控制参考程序如下 #include main() {int p1,p2,i;

while ((p1=fork())==-1); // 父进程p，子进程p1 if(p1==0)

{for(i=0;i<500;i++) printf(\} else {

while((p2=fork())==-1);//父进程p,子进程p2 if(p2==0) for(i=0;i<500;i++)

printf(\ else for(i=0;i<500;i++) printf(\} }

运行结果：略

分析：由于函数printf()输出和字符串之间不会被中断，因此字符串内部的字符顺序输出不变。但是由于进程并发执行时的调度顺序和父进程的抢占处理机问题，输出字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。

进程加锁后的参考程序如下： #include main() {int p1,p2,i;

while ((p1=fork())==-1); if(p1==0) {

lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i++) printf(\// 等待一会sleep() lockf(1,0,0); } else {

while((p2=fork())==-1); if(p2==0)

{

lockf(1,1,0) for(i=0;i<500;i++)

printf(\ lockf(1,0,0)

else {

lockf(1,1,0) for(i=0;i<500;i++)

printf(\ lockf(1,0,0) } } }

运行结果：略 分析：学生自己完成

（3）编写程序创建进程树如图1和图2所示，在每个进程中显示当前进程识别码和父进程

识别码。（选做题）

父进程

b c d 图1 进程树

图2 进程树

子进程 b c a a d e 参考代码及结果如下：