1、实验二 进程管理实验二 进程管理(一)实验目的或实验原理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。3分析进程竞争资源现象,学习解决进程互斥的方法。4了解Linux系统中进程通信的基本原理。(二)实验内容1进程的创建。2进程的控制。3编写一段程序,使其现实进程的软中断通信。 要求:使用系统调用fork()创建两个子进程,再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按DEL键);当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止: Child Processll is Killed by
2、Parent! Child Processl2 is Killed by Parent! 父进程等待两个子进程终止后,输出如下的信息后终止 Parent Process is Killed! 在上面的程序中增加语句signal (SIGNAL, SIG-IGN) 和signal (SIGQUIT, SIG-IGN), 观察执行结果,并分析原因。4进程的管道通信。 编制一段程序,实现进程的管理通信。 使用系统调用pipe()建立一条管道线;两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话: Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a messag
3、e! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息,显示在屏幕上。 要求父进程先接收子进程P1发来的消息,然后再接收子进程P2发来的消息。实验2 指导实验内容1进程的创建任务编写一段程序,使用系统调用fork( )创建两个子进程。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“c”。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。程序#includemain()int p1,p2; if(p1=fork() /*子进程创建成功*/ putchar(b); else if(p2=fork() /*子进程创建成功*/
4、 putchar(c); else putchar(a); /*父进程执行*/ bca(有时会出现abc的任意的排列)分析:从进程执行并发来看,输出abc的排列都是有可能的。原因:fork()创建进程所需的时间虽然可能多于输出一个字符的时间,但各个进程的时间片的获得却不是一定是顺序的,所以输出abc的排列都是有可能的。2进程的控制 修改已编写好的程序,将每个程序的输出由单个字符改为一句话,再观察程序执行时屏幕上出现的现象,并分析其原因。如果在程序中使用系统调用lockf()来给每个程序加锁,可以实现进程之间的互斥,观察并分析出现的现象。程序1#includemain() int p1,p2,i
5、; if(p1=fork() for(i=0;i500;i+) printf(parent%dn,i); wait(0); /* 保证在子进程终止前,父进程不会终止*/ exit(0); else if(p2=fork() for(i=0;i500;i+) printf(son %dn,i); wait(0); /* 保证在子进程终止前,父进程不会终止*/ exit(0); /*向父进程信号0且该进程退出*/ else for(i=0;i500;i+) printf(“grandchild %dn,i); exit(0); 运行结果 parent. son grandchild grandch
6、ild 或grandchild son grandchild son parent 分析:由于函数printf()输出的字符串之间不会被中断,因此,每个字符串内部的字符顺序输出时不变。但是 , 由于进程并发执行时的调度顺序和父子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。这与打印单字符的结果相同。程序2#include#includemain() int p1,p2,i; if(p1=fork() lockf(1,1,0); for(i=0;i500;i+) printf(parent %dn,i); lockf(1,0,0); wait(0); /* 保证在子进程终
7、止前,父进程不会终止*/ exit(0); else if(p2=fork() lockf(1,1,0); for(i=0;i500;i+) printf(son %dn,i); lockf(1,0,0); wait(0); /* 保证在子进程终止前,父进程不会终止*/ exit(0); else lockf(1,1,0); for(i=0;i500;i+) printf(daughter %dn,i); lockf(1,0,0); exit(0); 运行结果输出parent块,son块,grandchild块的顺序可能不同,但是每个块的输出过程不会被打断。分析:因为上述程序执行时,lockf
8、(1,1,0)锁定标准输出设备,lockf(1,0,0)解锁标准输出设备,在lockf(1,1,0)与lockf(1,0,0)中间的for循环输出不会被中断,加锁与不加锁效果不相同。3软中断通信任务1编制一段程序,使用系统调用fork()创建两个子进程,再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按ctrl+c键),当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用kill()向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后,分别输出下列信息后终止:child process1 is killed by parent!child process2 is killed by parent!父进程等待
9、两个子进程终止后,输出以下信息后终止:parent process is killed! 程序#include#include#include void waiting(),stop(),alarming();int wait_mark;main() int p1,p2; if(p1=fork() /*创建子进程p1*/ if(p2=fork() /*创建子进程p2*/ wait_mark=1; signal(SIGINT,stop); /*接收到c信号,转stop*/ signal(SIGALRM,alarming);/*接受SIGALRM*/ waiting(); kill(p1,16);
10、 /*向p1发软中断信号16*/ kill(p2,17); /*向p2发软中断信号17*/ wait(0); /*同步*/ wait(0); printf(parent process is killed!n); exit(0); else wait_mark=1; signal(17,stop); signal(SIGINT,SIG_IGN); /*忽略 c信号*/ while (wait_mark!=0); lockf(1,1,0); printf(child process2 is killed by parent!n); lockf(1,0,0); exit(0); else wait
11、_mark=1; signal(16,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN); /*忽略c信号*/ while (wait_mark!=0) lockf(1,1,0); printf(child process1 is killed by parent!n); lockf(1,0,0); exit(0); void waiting() sleep(5);if (wait_mark!=0) kill(getpid(),SIGALRM);void alarming() wait_mark=0;void stop() wait_mark=0; 不做任何操作等待五秒钟父进程回在子进程
12、县推出后退出,并打印退出的顺序;或者点击ctrl+C后程序退出并打印退出的顺序。任务2在上面的任务1中,增加语句signal(SIGINT,SIG_IGN)和语句signal(SIGQUIT,SIG_IGN),观察执行结果,并分析原因。这里,signal(SIGINT,SIG_IGN)和signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分别为忽略键信号以及忽略中断信号。#include#include#include int pid1,pid2; int EndFlag=0; int pf1=0; int pf2=0;void IntDelete() kill(pid1,16); kill(pid
13、2,17);void Int1() printf(child process 1 is killed !by parentn); exit(0);void Int2() printf(child process 2 is killed !by parentn); exit(0);main() int exitpid; if(pid1=fork() if(pid2=fork() signal(SIGINT,IntDelete); waitpid(-1,&exitpid,0); waitpid(-1,&exitpid,0); printf(parent process is killedn); exit(0); else signal(SIGINT,SIG_IGN); signal(17,Int2); pause(); else signal(SIGINT,SIG_IGN); signal(16,Int1); pause
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