Linux并发程序设计实习报告.docx
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Linux并发程序设计实习报告
实习报告：
Linux并发程序设计
学生姓名：
张云龙班级：
12软工A2学号：
一、实习内容
1、Linux进程控制
调试上面7.1Linux进程控制的各程序代码。
1〉示例：
使用系统调用fork（），创建新进程。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.1。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.1.c–o7.1对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.1对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，一个进程有2801个子进程！
2〉示例：
使用系统调用getpid（），获得进程标识符
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.2。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.2.c–o7.2对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.2对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，现在正在运行的进程的ID是2813！
3〉示例：
fork（）创建子进程后，子进程在屏幕上显示子进程标识符与父进程标识符。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.3。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.3.c–o7.3对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.3对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，现在正在运行的进程的ID是2834！
父进程2863个！
4〉使用execl（）系统调用，运行目录列表程序ls。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.4。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.4.c–o7.4对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.4对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实际上是实现了”ls–l”的命令！
5〉功能改用execv（）系统调用完成。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.5。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.5.c–o7.5对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.5对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实际上是实现了”ls–l”的命令！
6〉使用系统调用fork（）与exec，使父子进程运行完全不同的程序。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.6。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.6.c–o7.6对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.6对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实际上是实现了”ls–l”的命令！
7〉使用系统调用exit（），终止进程。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.7。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.7.c–o7.7对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.7对程序进行编译执行！
《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实现了把进程为18188的程序退出的命令！
8>使用wait（）系统调用，实现父子进程的简单同步。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.8。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.8.c–o7.8对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.8对程序进行编译执行！
《三》。
在等待了大约十秒钟之后，会弹出如下的结果图～
《四》。
通过测试，我很清楚的知道，该程序实际上是实现了进程等待的命令～
9>系统调用sleep（）
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.9。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.9.c–o7.9对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.9对程序进行编译执行！
《三》。
在等待了大约一分钟之后，会弹出如下的结果图～
四》。
通过测试，我很清楚的知道，该程序实际上是实现了子进程开始睡眠，而父进程等待的命令～也就是所谓的程序的挂起！
2、Linux进程通信
调试上面7.2Linux进程通信的各程序代码。
事例：
在父子进程间建立管道，且子进程向父进程输送信息。
《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.10。
然后将上面的程序代码输入其中！
在将程序完整的输入之后！
保存程序，并退出！
《二》。
然后在提示符$后输入命令：
gcc–g7.9.c–o7.9对程序进行调试！
若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:
./7.9对程序进行编译执行！
并完成并发程序设计的实验内容：
并发程序的设计关键是使用创建进程的系统调用，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，如果程序中没有创建进程的动作则为顺序程序设计。
本实验中的并发程序例子完成两个程序child和father之间的数据传递工作，具体做法分为四步。
步骤1：
编制并发程序pipeline.c。
单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为pipeline.c。
在该程序中定义管道和文件描述符，并且创建子进程child。
该程序用到的系统调用有pipe（）、dup（）、fork（）、close、execl（）、exit，它们的功能分别是建立管道、复制文件描述符、创建进程并使子进程与父进程有相同的程序正文、关闭文件描述符、用指定文件覆盖调用程序、撤销当前进程。
清单4-5pipeline.c
//定义管道程序
#defineSTD_INPUT0//定义标准输入设备描述符
#defineSTD_OUTPUT1//定义标准输出设备描述符
intfd[2];
main（）
{
staticcharprocess1[]="father",process2[]="child";
pipe（fd）;//定义管道
pipeline（process1,process2）;//调用自定义函数pipeline（）
exit
（1）;//程序结束
}
pipeline（char*process1,char*process2）
{
inti;
while（（i=fork（））==-1）;//创建进程，直到创建成功为止
if（i）
{
close（fd[0]）;//关闭管道输入描述符
close（STD_OUTPUT）;//关闭标准输出描述符1
dup（fd[1]）;//指定标准输出描述符1为管道写指针
close（fd[1]）;//关闭原始管道写指针
execl（process1,process1,0）;//用程序father覆盖当前程序
printf（"fatherfailed.\n"）;//execl（）执行失败
}
else
{
close（fd[1]）;//关闭管道输出描述符
close（STD_INPUT）;//关闭标准输入描述符0
dup（fd[0]）;//指定标准输入描述符0为管道读指针
close（fd[0]）;//关闭原始管道读指针
execl（process2,process2,0）;//用程序child覆盖当前程序
printf（"childfailed.\n"）;//execl（）执行失败
}
exit
（2）;//程序结束
}
步骤2：
编制“管道写”程序father.c作为父进程的一部分工作。
其内容如下：
单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为father.c。
清单4-6father.c
main（）
{
staticcharstring[]=“Parentisusingpipewrite.”;
intlen;
len=sizeof（string）;
write（l,string,len）;/*将string中的内容写入管道中*/
printf（“parent,parent,parent\n\n\n”）;
exit（0）;
}
步骤3：
编制“管道读”程序child.c作为子进程的一部分工作。
其内容如下：
单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为child.c。
清单4-7child.c
main（）
{
charoutput[30];
read（0,output,30）;/*从管道中读数据并存入output中*/
printf（“%s\nchild,child.\n”,output）;
return（0）;
}
步骤4：
编译。
cc–ochildchild.c
cc-ofatherfather.c
cc-opipelinepipeline.c
步骤5：
运行。
./pipeline
首先单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中分别键入三个程序。
三个程序的程序名分别为pipeline.c，father.c和child.c。
若运行不成功，则应该用文本编辑器对源程序进行修改调试。
运行显示结果为：
____
________________________________________________________________
3、Linux命令接口管理进程
步骤1：
登录进入GNOME。
在Linux登录框中填写指导老师分配的用户名和口令，登录Linux系统。
步骤2：
访问命令行。
单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“系统工具”-“终端”命令，打开“终端”窗口。
步骤3：
回顾系统进程概念。
每个运行的程序都会创建一个进程，进程分配到一个唯一的进程标识符（PID）。
PID被系统用于标识和跟踪进程，直到进程结束。
操作系统内核管理所有进程的初始化和终止。
每一个进程都要求系统资源（例如CPU时间和RAM空间）在其中工作。
当进程启动的时候，操作系统把系统资源分配给每个进程，当进程终止的时候，系统回收这些资源。
在Linux系统启动的时候，首先启动的两个进程是sched（调度）和init（初始化），它们管理着其他进程。
Linux系统中有几种不同类型的进程：
守护进程：
由Linux内核启动的进程，为了特定目的而存在。
例如，lpsched守护进程存在只是为了处理打印作业。
父进程：
派生其他进程的进程是父进程。
一个叫做init的守护进程是第一个调用的进程。
每一个进程，除了init之外，都有一个父进程。
子进程：
由其他进程派生出来的进程叫做子进程。
孤儿进程：
在进程返回输出之前，它的父进程结束了，这样的进程叫做孤儿进程。
僵进程：
子进程没有带着输出返回给父进程。
这样的进程在系统中变成丢失的进程。
使用此前的信息，完成以下填空：
1）Linux系统中，几乎每一个启动的进程，都会由内核分配一个唯一的____进程标识符（PID）____，用于跟踪从进程启动到进程结束。
2）当启动新进程的时候，内核也给它们分配系统资源，如___内存____和__资源______。
3）永远不向父进程返回输出的进程叫做_____僵进程_________。
4）由父进程派生出来的进程叫做________子__________进程。
5）_______父_________进程是一个派生另一个进程的进程。
6）运行用于提供服务的Linux系统进程是____守护进程__________。
7）如果父进程在子进程之前结束，它创建了一个_____孤儿_________进程。
步骤4：
回顾ps命令和信息。
ps命令用于列出当前系统中运行的进程。
如果一个进程耗时太长，或者看上去好像已经终止了，表现为一个终端窗口不再响应或挂起，通常需要使用ps查看系统中的进程。
通过列出进程，可以查看初始化进程的命令或程序的名字，以及所有它派生出来的子进程。
通过多次执行ps命令，查看进程的时间——进程占用的CPU时间，可以检查一个进程是否还在运行。
如果时间小再增长，那么进程可能已经终止了。
如果进程占用太长的时间或者已经停止，可以使用ps命令检查进程的进程ID（PID），然后杀死进程。
ps命令的输出将显示PID号和与其相关的命令或程序。
PID号通常用于终止一个进程。
ps命令（ps[-options]）的3个主要选项如下表所示。
表3-5ps命令选项
ps选项
意义
功能
Ps
无选项
显示当前shell或终端窗口中，当前用户的进程信息
ps–e
每一个
显示系统中每一个进程的信息
ps–f
完全
产生一个完全列表，给出每个进程的所有可用信息
ps-uuserid
用户
显示特定用户的所有进程
基本的ps命令显示在当前shell中的进程信息，用户只能够查看在这个终端窗口中初始化的进程。
输入ps命令，将结果填入表3-6中。
表3-6实验记录
PID
TTY
TIME
CMD
?
2367
?
pts/0
?
00:
00:
00
Bash?
?
3001
?
pts/0
?
00:
00:
00
?
ps
从当前终端窗口中，练习使用给出的每个选项的ps命令。
输入ps-f命令，显示运行在系统中的某个进程的完全信息，填入表3-7中。
表3-7实验记录
UID
PID
PPID
C
STIME
TTY
TIME
CMD
?
root
?
2937
?
2935
0?
?
18:
15
pts/0?
?
00:
00:
00
bash?
?
root
?
3003
2937?
?
0
18:
34?
pts/0?
?
?
00:
00:
00
?
ps-f
ps-f命令输出的各栏标题见表3-8所示。
表3-8ps-f栏标题
值
描述
UID
初始化进程的用户ID
PID
进程的进程标识号。
PID可以用来杀死进程
PPID
进程的父进程标识号
C
进程的优先级
STIME
进程的启动时间
TTY
控制进程终端的终端举型
TIME
进程使用的CPU时间的数量
CMD
命令名守护进程（执行的程序的名字）
步骤5：
列出系统中运行的所有进程。
输入ps-ef命令，显示运行在系统中的各个进程的完全信息。
执行该命令，并与ps–f命令的输出结果对照，一致吗？
有何不同？
_______不一致！
用户类型增加了！
________________________________________
注意分析当前终端窗口中的输出结果：
a.显示了多少个进程？
_____________64______________________________________________________
b.进程ID的PID是什么？
____________进程的进程标识号。
PID可以用来杀死进程_________________________
c.启动进程的命令（CMD）是什么？
________________sched___________________
d.请观察，什么命令的PID号是1？
___________intit________________________________________________________
e.再次运行ps–ef命令，计算进程的数目：
____________________________________________________________________
然后执行下列命令把输出结果输入到wc命令中：
ps-ef|wc-l
第一个数字显示的是行的数目，也是进程的数目：
_________________64___________________________________________________
执行manps命令，可以打开Linux用户命令手册，了解ps命令的用法，输入wq命令可退出用户手册的阅读。
man命令可以执行吗？
结果如何？
___________不可以__________________________________
步骤6：
根据命令名搜索特定的进程。
为了终止一个进程，必须找到该进程的PID。
大多数运行的系统中，有上百个进程在运行，ps-ef的列表可能很长。
如果知道启动进程的执行程序的名字，可以更快地找到PID。
通过把ps命令的输出结果输入到grep中，可以搜索想要终止的特定进程，确定正确的PID。
grep命令可以在其他命令的输出中搜索所有类型的特征字符串。
-l（长的输出）选项将显示和找到的PID相关的进程的名字；-e选项显示PID和初始化命令的名字。
a.单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“游戏”-“堆麻将”命令，打开“堆麻将”游戏。
b.在当前的终端窗口中，执行命令：
ps–e|grepmahjongg
（“堆麻将”游戏的进程名是“mahjongg”），查找和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的所有进程。
c.显示了多少个相关进程？
_____________________2_______________________________________________
d.显示进程中最小的进程ID号是多少？
_______________2818_____________________________________________________
c.在当前终端窗口中执行命令：
pgrep–lmahjongg
查找所有和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的进程。
ps和pgrep命令输出之间有什么不同？
ps–e|grepmahjongg命令比pgrep–lmahjongg命令输出结果多显示了TTY和TIME___________________________
步骤7：
确定一个要终止的进程。
当试图终止一个程序，或者释放一个挂起的终端窗口的时候，杀死和不响应的应用相关的PID可能还是不够的，一般需要杀死那个进程的父进程，在少数情况下，甚至要杀死父进程的父进程。
为了沿着层次结构，从子进程追溯到派生它们的父进程，必须能够查找PID和PPID。
必须首先确定最低级不响应进程的PID。
通常，可以试着去杀死那个进程。
如果这样做不能够停止那个进程，可能需要杀死它的父进程。
杀死父进程将杀死所有它派生的子进程。
杀死一个父进程也比杀死几个子进程快得多。
1）在GNOME当前终端窗口中，输入ps命令。
有多少进程正在运行？
为什么只有这么少的进程？
____有2个进程正在运行。
因为单前只运行bash和ps这两个程序______
2）正在运行的进程的名字是什么？
它表示什么？
__bash和ps。
bash是打开终端后自动启动的程序，ps是当前执行的命令。
_______
3）这个进程的PID是多少？
_____________2836和2868___________________________________
4）在bashshell中输入命令csh，打开一个Cshell会话，当前系统的会话提示符是什么？
______________________~______________________________________________
5）输入ps-f命令，显示在当前shell中运行的进程的所有信息。
现在什么进程正在运行？
________________bash，-sh和ps-f________________
6）bash的PID是-sh（csh）的PPID吗？
_____________________________是_______________________________________
7）输入命令sleepl000&，创建一个进程，把执行挂起1000秒（大约15分钟）。
&表示在后台运行命令，返回shell提示符，这样您可以继续工作。
8）再次输入ps-f命令。
-sh（csh）的PID是sleep命令的PPID吗？
哪个PID是csh（Cshell）的子进程？
________是，sleep1000和ps-f都是csh（Cshell）的子进程___________
9）输入命令kill-9退出Cshell。
然后再次键入ps-f命令。
什么PID是sleep父命令的PPID？
________________________0____________________________________________
sleep进程现在是什么类型的进程？
_____________孤儿进程_____________________________________________
步骤8：
使用kill命令终止一个进程。
信号用于终止、挂起和继续进程。
有时候使用Ctrl+c可以终止一个不响应的进程。
这样向进程发送一个中断（INT）信号，终止它及所有它派生的子进程。
kill命令提供了一个终止不想要的命令进程的直接方法。
当想停止一个运行了很长时间的命令的时候，或者当需要终止一个不能够正常退出的进程的时候，它很有用。
指定PID正常地杀死一个进程。
kill[-signal]process-id
为了使用kill命令终止一个进程，应该首先键入ps找出进程的PID，然后键入kill紧跟着PID。
如果使用kill而没有指定信号，则信号15（SI
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