Linux的进程线程.docx
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Linux的进程线程
实验五Linux的进程/线程
2012学年—2013学年第二学期Linux应用实验报告书
专业名称班级：
姓名：
学号：
实验题目：
实验五Linux的进程/线程
实验环境：
RedHatLinux9
实验目的：
通过编写多进程程序，熟练掌握fork、exec、wait、waitpid等函数的使用，进一步理解Linux多进程编程。
通过编写经典的“生产者消费者”问题的实验，可以进一步熟悉Linux多线程编程，并且掌握用信号量处理线程间的同步互斥问题。
实验内容：
1）有3个进程，其中一个为父进程，其余两个是该父进程创建的子进程，其中一个子进程运行“ls-l”指令，另一个子进程在暂停5s之后异常退出，父进程并不阻塞自己，并等待子进程的退出信息，待收集到该信息，父进程就返回。
实验过程：
运行结果：
在Linux中创建一个新进程的唯一方法是使用fork函数，fork（）执行一次但有两个返回值。
在父进程中，返回值是子进程的进程号；在子进程中，返回值为0。
因此可通过返回值来判断当前进程是父进程还是子进程。
使用fork函数得到的子进程是父进程的一个复制品，它从父进程处复制了整个进程的地址空间，包括进程上下文，进程堆栈，内存信息，打开的文件描述符，信号控制设定，进程优先级，进程组号，当前工作目录，根目录，资源限制，控制终端等。
而子进程所独有的只是它的进程号，资源使用和计时器等。
可以看出，使用fork函数的代价是很大的，它复制了父进程中的代码段，数据段和堆栈段里的大部分内容，使得fork函数的执行速度并不快。
2）
Ø将上述程序编译运行，并观察（注意父子进程关系），特别是在第二个进程退出后，第3，4两个进程。
必要的话，可以加大各个子进程的睡眠时间。
运行结果：
3）“生产者/消费者”问题描述：
有一个有限缓冲区和两个线程：
生产者和消费者。
他们分别把产品放入缓冲区和从缓冲区中拿走产品。
当一个生产者在缓冲区满时必须等待，当一个消费者在缓冲区空时也必须等待。
structmsg{
structmsg*next;
intnum;};
试用信号量（Semaphore）改写。
信号量的考虑：
这里使用3个信号量，其中两个信号量avail和full分别用于解决生产者和消费者线程之间的同步问题，mutex是用于这两个线程之间的互斥问题。
其中avail初始化N（有界缓冲区的空单元数），mutex初始化为1，full初始化为0。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineFIFO"myfifo"
#defineN5
intlock_var;
time_tend_time;
charbuf_r[100];
sem_tmutex,full,avail;
intfd;
voidpthread1（void*arg）;
voidpthread2（void*arg）;
voidproductor（void*arg）;
voidconsumer（void*arg）;
intmain（intargc,char*argv[]）
{
pthread_tid1,id2;
pthread_tmon_th_id;
intret;
end_time=time（NULL）+30;
/*创建有名管道*/
if（（mkfifo（FIFO,O_CREAT|O_EXCL）<0）&&（errno!
=EEXIST））
printf（"cannotcreatefifoserver\n"）;
printf（"Preparingforreadingbytes...\n"）;
memset（buf_r,0,sizeof（buf_r））;
/*打开管道*/
fd=open（FIFO,O_RDWR|O_NONBLOCK,0）;
if（fd==-1）
{
perror（"openerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
/*初始化互斥信号量1*/
ret=sem_init（&mutex,0,3）;
/*初始化avail信号量为N*/
ret=sem_init（&avail,0,N）;
/*初始化full信号量为0*/
ret=sem_init（&full,0,0）;
if（ret!
=0）
{
perror（"sem_initerror\n"）;
}
/*创建两个线程*/
/*ret=pthread_create（&id2,NULL,（void*）consumer,NULL）;
if（ret!
=0）
perror（"pthreadcreate2\n"）;*/
printf（"midpthread\n"）;
ret=pthread_create（&id1,NULL,（void*）productor,NULL）;
if（ret!
=0）
perror（"pthreadcreate1\n"）;
ret=pthread_create（&id2,NULL,（void*）consumer,NULL）;
if（ret!
=0）
perror（"pthreadcreate2\n"）;
pthread_join（id1,NULL）;
pthread_join（id2,NULL）;
exit（0）;
}
/*生产者线程*/
voidproductor（void*arg）
{
inti,nwrite;
while（time（NULL） {
/*P操作信号量avail和mutex*/
sem_wait（&avail）;
sem_wait（&mutex）;
/*生产者写入数据*/
if（（nwrite=write（fd,"hello",5））==-1）
{
if（errno==EAGAIN）
printf（"TheFIFOhasnotbeenreadyet.Pleasetrylater\n"）;
}
else
printf（"writehellototheFIFO\n"）;
/*V操作信号量full和mutex*/
sem_post（&full）;
sem_post（&mutex）;
sleep
（1）;
}
}
/*消费者线程*/
voidconsumer（void*arg）
{
intnolock=0;
intret,nread;
while（time（NULL） {
/*P操作信号量full和mutex*/
sem_wait（&full）;
sem_wait（&mutex）;
memset（buf_r,0,sizeof（buf_r））;
if（（nread=read（fd,buf_r,100））==1）
{
if（errno==EAGAIN）
printf（"nodatayet\n"）;
}
printf（"read%sfromFIFO\n",buf_r）;
sem_post（&avail）;
sem_post（&mutex）;
sleep
（1）;
}
}
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