linux进程线程管理实验报告Word格式.docx
《linux进程线程管理实验报告Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《linux进程线程管理实验报告Word格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（2）内存：
128MB以上；
（3）显示器：
VGA或更高；
（4）硬盘空间：
至少100MB以上剩余空间。
2.软件
Linux操作系统，内核2.4.26以上，预装有X-Window、vi、gcc、gdb和任
意web浏览器。
2.2实验前的准备工作
学习man命令的用法，通过它查看fork和kill系统调用的在线帮助，并阅读参
考资料，学会fork与kill的用法。
复习C语言的相关内容。
三、实验内容
3.1补充POSIX下进程控制的残缺版实验程序
3.2回答下列问题：
1.你最初认为运行结果会怎么样？
2.实际的结果什么样？
有什么特点？
试对产生该现象的原因进行分析。
3.proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同吗？
为什么？
4.kill命令在程序中使用了几次？
每次的作用是什么？
执行后的现象是什么？
5.使用kill命令可以在进程的外部杀死进程。
进程怎样能主动退出？
这两种退
出方式哪种更好一些？
四、实验结果
4.1补充完全的源程序
#include<
stdio.h>
sys/types.h>
unistd.h>
signal.h>
ctype.h>
#defineMAX_CHILD_NUMBER10/*允许建立的子进程个数最大值*/
#defineSLEEP_INTERVAL1/*子进程睡眠时间*/
intproc_number=0;
/*子进程的编号，从0开始*/
voiddo_something（）;
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intchild_proc_number=MAX_CHILD_NUMBER;
/*子进程个数*/
inti,ch;
pid_tchild_pid;
pid_tpid[10]={0};
/*存放每个子进程的id*/
if（argc>
1）{
child_proc_number=atoi（argv[1]）;
child_proc_number=（child_proc_number>
10）?
10:
child_proc_number;
/*命令行参数中的第一个参数表示建立几个子进程，最多10个*/
}
/*建立child_proc_number个子进程
*子进程要执行
*proc_number=i;
*do_something（）;
*父进程把子进程的id保存到pid[i]*/
for（i=0;
i<
i++）{
child_pid=fork（）;
if（child_pid==-1）{
perror（"
createrror!
\n"
）;
return1;
}
elseif（child_pid>
0）
pid[i]=child_pid;
else{
proc_number=i;
do_something（）;
}
/*让用户选择杀死哪个进程。
输入数字（自编号）表示杀死该进程
*输入q退出*/
while（（ch=getchar（））!
='
q'
）{
if（isdigit（ch））{
kill（pid[ch-'
0'
],SIGTERM）;
wait（&
pid[ch-'
]）;
kill（0,SIGTERM）;
/*杀死本组的所有进程*/
return0;
}
voiddo_something（）{
for（;
;
printf（"
ThisisprocessNO.%*d\n"
proc_number+3,proc_number）;
sleep（SLEEP_INTERVAL）;
4.2回答上述实验内容中的问题
1．预期结果：
会持续输出0-9号进程，直到输入数字键+回车，则会杀死该进程，接下来的输出将不会有该进程号，当输入q+回车，则退出程序。
2．实际结果：
与预期差不多，因输入进程总数20大于设定的最大进程数，因此按进程数10来处理。
随机输出0-9号进程，sleep（SLEEP_INTERVAL），循环输出，直到输入数字键，则会杀死该数字对应的进程，直到输入q退出循环，然后杀死本组所有进程。
分析：
每创建一个子进程时，将其pid存储在pid[i]中，i存储在proc_number，然后调用死循环函数do_something（），输出该进程的代号proc_number；
当输入数字键时，主进程会执行kill（pid[ch-'
],SIGTERM），从而杀死（ch-‘0’）号进程。
当输入q时循环退出，kill（0,SIGTERM），杀死本组所有进程。
程序退出。
3.proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同，因为子进程相互独立，资源互不影响。
4．kill命令在程序中使用了2次：
kill（pid[ch-'
第一次是杀死该进程号pid[ch-‘0’]，执行后接下来的结果中不会有该进程号，用另一个终端打开，使用命令psaux|grepprocess，因为子进程先于父进程退出，则被杀死的进程为僵死状态，但我加了行代码wait（&
]），就会使该子进程真正结束。
第二次是杀死本组所有进程。
即主进程以及它创建的所有子进程。
执行后程序退出，进程结束。
5．进程在main函数中return，或调用exit（）函数都可以正常退出。
而使用kill命令则是异常退出。
当然是正常退出比较好，若在子进程退出前使用kill命令杀死其父进程，则系统会让init进程接管子进程。
当用kill命令使得子进程先于父进程退出时，而父进程又没有调用wait函数等待子进程结束，子进程处于僵死状态，并且会一直保持下去，直到系统重启。
子进程处于僵死状态时，内核只保存该进程的必要信息以被父进程所需，此时子进程始终占着资源，同时减少了系统可以创建的最大进程数。
实验二:
线程管理
通过观察、分析实验现象，深入理解线程及线程在调度执行和内存空间等方面的特点，并掌握线程与进程的区别。
掌握在POSIX规范中pthread_create（）函数的功能和使用方法。
阅读参考资料，了解线程的创建等相关系统调用。
1.你最初认为前三列数会相等吗？
最后一列斜杠两边的数字是相等，还是大于或者
小于关系？
2.最后的结果如你所料吗？
试对原因进行分析。
3.thread的CPU占用率是多少？
为什么会这样？
4.thread_worker（）内是死循环，它是怎么退出的？
你认为这样退出好吗？
pthread.h>
#defineMAX_THREAD3/*线程的个数*/
unsignedlonglongmain_counter,counter[MAX_THREAD];
/*unsignedlonglong是比long还长的整数*/
void*thread_worker（void*）;
intmain（intargc,charargv[]）{
inti,rtn;
charch;
pthread_tpthread_id[MAX_THREAD]={0};
/*存放每个线程的id*/
MAX_THREAD;
pthread_create（&
pthread_id[i],NULL,thread_worker,（void*）i）;
/*用pthread_create建一个普通的线程，线程id存入pthread_id[i]，线程执行的函数是thread_worker，并i作为参数传递给线程*/
/*用户按一次回车执行下面的循环体一次。
按q退出*/
do{
unsignedlonglongsum=0;
for（i=0;
sum+=counter[i];
/*求所有线程的counter的和*/
printf（"
counter[%d]=%llu\n"
i,counter[i]）;
main_counter=%llu/sum=%llu\n"
main_counter,sum）;
}while（（ch=getchar（））!
void*thread_worker（void*p）{
intthread_num;
thread_num=（int）p;
/*把main中的i的值传递给thread_num*/
main_counter++;
counter[thread_num]++;
4.3回答上述实验内容中的问题
1．试验运行前我认为前三列数不会相等，因为三个线程运行次数是随机的，结果不可预料，当然counter[i]值不会一定相等。
而我认为main_counter与sum值应该是相等的。
因为都是三个线程的counter之和。
2．而实验结果是前三列数确实不相等。
不过main_counter与sum的值也不相等，main_counter<
sum，经分析讨论得出解释：
因为三个线程在共同争取运行thread_worker（）函数，比如main_counter初值为0，pthread_id[0]执行之后main_counter+1，此时还未来得及将值赋给main_counter，这时的main_counter还是0；
pthread_id[1]也执行这个函数，main_counter+1，若此时在1号线程将main_counter+1的值还未赋给main_counter，即这时的main_counter还是0，pthread_id[2]也来执行这个函数，main_counter+1，此时三个线程才将加完之后的值赋给main_counter，则main_counter=0+1=1，而真正执行次数sum=0+1+1+1=3。
main_counter<
sum。
3．thread的CPU占用率在我的机子上执行结果是181，因为三个线程是无限循环的运行，使得cpu占用率很高。
4．thread_worker（）函数内是死循环，退出时因为主函数中设置的输入q时循环退出。
输入q时主进程执行退出，return退出程序，则子线程也强制退出。
这样退出不好。
实验三:
互斥
通过观察、分析实验现象，深入理解理解互斥锁的原理及特点
掌握在POSIX规范中的互斥函数的功能及使用方法
准备好上节实验完成的程序thread.c。
阅读参考资料，了解互斥锁的加解锁机制及相关的系统调用。
3.1找到thread.c的代码临界区，用临界区解决main_counter与sum不同步的问题。
3.2阅读下列代码，回答问题：
#defineLOOP_TIMES1000
pthread_mutex_tmutex1=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_tmutex2=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void*thread_worker（void*）;
voidcritical_section（intthreadd_num,inti）;
intmain（intargc,char*argv[]）{
intrtn,i;
pthread_tpthread_id=0;
rtn=pthread_create（&
pthread_id,NULL,thread_worker,NULL）;
if（rtn!
=0）{
pthread_createERROR!
return-1;
LOOP_TIMES;
pthread_mutex_lock（&
mutex1）;
mutex2）;
critical_section（1,i）;
pthread_mutex_unlock（&
pthread_mutex_destroy（&
void*thread_worker（void*p）{
inti;
critical_section（2,i）;
voidcritical_section（intthread_num,inti）{
printf（"
Thread%d:
%d\n"
thread_num,i）;
1.你预想deadlock.c的运行结果会如何？
2.deadlock.c的实际运行结果如何？
多次运行每次的现象都一样吗？
4.1通过加锁可修改thread.c程序，使得main_counter与sum值同步，源代码如下：
#defineMAX_THREAD3
pthread_mutex_tmain_counter_mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_tcounter_mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
counter_mutex）;
intthread_num;
thread_num=（int）p;
for（;
pthread_mutex_lock（&
main_counter_mutex）;
main_counter++;
pthread_mutex_unlock（&
counter[thread_num]++;
4.2回答上述实验要求中的问题：
1．程序运行会出现中止现象，可能会资源互斥。
2．实际运行时程序会在运行期间中止，出现死锁现象。
多次运行之后现象都一样。
解释如下：
主线程申请mutex1资源，而子线程申请mutex2资源，此时主线程继续申请mutex2资源，子线程来申请mutex1资源，而mutex2资源还未被子线程释放，主线程无法申请到，同样的，mutex1资源未被主线程释放则子线程也无法申请到，此时便处于无限循环等待，形成死锁。
修改后的程序：
升级会员 