linux进程线程管理实验报告

1、linux进程线程管理实验报告 进程线程,死锁试验报告 西安郵電學院 操作系统linux试验报告 题 题 题 系部名称 专业名称 班 级 学号 同学姓名 时间 目1： 进程_ 目2： 线程管理_ 目3： 互斥_ 计算机学院 软件工程 0802 04085048 郭爽乐 2021-10-31 ： ： 进程线程,死锁试验报告 试验一: 进程管理 一 试验目的 通过观看、分析试验现象，深化理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点， 把握在posix 规范中fork和kill系统调用的功能和使用。 二试验要求 2.1 试验环境要求 1. 硬件 (1) 主机：pentium iii 以上； (2)

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 扫瞄器。 2.2 试验前的预备工作 学习man 命令的用法，通过它查看fork 和kill 系统调用的在线关心，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、试验内容 3.1 补充posix 下进程掌握的残缺版试验程序 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

3、的缘由进行分析。 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、试验结果 4.1 补充完全的源程序 #includestdio.h #includesys/types.h #includeunistd.h 进程线程,死锁试验报告 #includesignal.h #includectype.h #define max_child_number 10/* 允许建立的子进程个数最大值

4、 */ #define sleep_interval 1/* 子进程睡眠时间 */ int proc_number=0; /* 子进程的编号，从0开头 */ void do_something(); int main(int argc,char *argv) int child_proc_number=max_child_number; /* 子进程个数 */ int i,ch; pid_t child_pid; pid_t pid10=0;/* 存放每个子进程的id */ if(argc1) child_proc_number=atoi(argv1); child_proc_number=(

5、child_proc_number10)?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pidi */ for(i=0;ichild_proc_number;i+) child_pid=fork(); if(child_pid= -1) perror(creat error!n); return 1; else if(child_pid0) pidi=chi

6、ld_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 */ 进程线程,死锁试验报告 while(ch=getchar()!='q') if(isdigit(ch) kill(pidch-'0',sigterm); wait(pidch-'0'); kill(0,sigterm); /*杀死本组的全部进程 */ return 0; void do_something() for(;) printf(this is process no.

7、%*dn,proc_number+3,proc_number); sleep(sleep_interval); 4.2 回答上述试验内容中的问题 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，然后杀死本组全部进程。 分析：每创建一个子进程时，将其pid存储在pidi中，i存储在p

8、roc_number，然后调用死循环函数do_something()，输出该进程的proc_number； 当输入数字键时，主进程会执行kill(pidch-'0',sigterm)，从而杀死（ch-0）号进程。当输入q时循环退出，kill(0,sigterm)，杀死本组全部进程。程序退出。 3. proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同，由于子进程相互独立，资源互不影响。 4kill命令在程序中使用了2次：kill(pidch-'0',sigterm); kill(0,sigterm); 第一次是杀死该进程号pidch-0，执行后接下来的结果中

9、不会有该进程号，用另一个终端打开，使用命令ps aux | grep process，由于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(pidch-'0')，就会使该子进程真正结束。 其次次是杀死本组全部进程。即主进程以及它创建的全部子进程。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命令则是特别退出。 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 进程线程,死锁试验报告 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

10、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，并且会始终保持下去，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，同时削减了系统可以创建的最大进程数。 试验二: 线程管理 一 试验目的 通过观看、分析试验现象，深化理解线程及线程在调度执行和内存空间等方面的特点，并把握线程与进程的区分。把握在posix 规范中pthread_create() 函数的功能和使用方法。 二试验要求 2.1 试验环境要求 1. 硬件 (1) 主机：pentium iii 以上； (2) 内存：128mb 以上； (3) 显示器：vga 或更高； (4

11、) 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 扫瞄器。 2.2 试验前的预备工作 阅读参考资料，了解线程的创建等相关系统调用。 三、试验内容 3.1 补充posix 下进程掌握的残缺版试验程序 3.2回答下列问题： 1. 你最初认为前三列数会相等吗？最终一列斜杠两边的数字是相等，还是大于或者 小于关系？ 2. 最终的结果如你所料吗？有什么特点？试对缘由进行分析。 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

12、怎么退出的？你认为这样退出好吗？ 进程线程,死锁试验报告 四、试验结果 4.1 补充完全的源程序 #includestdio.h #includesys/types.h #includeunistd.h #includectype.h #includepthread.h #define max_thread 3/* 线程的个数 */ unsigned long long main_counter,countermax_thread; /* unsigned long long是比long还长的整数 */ void* thread_worker(void*); int main(int argc

13、,char argv) int i,rtn; char ch; pthread_t pthread_idmax_thread=0;/* 存放每个线程的id */ for(i=0;imax_thread;i+) pthread_create(pthread_idi,null,thread_worker,(void*)i); /*用pthread_create建一个一般的线程， 线程id存入pthread_idi， 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 unsigned long long sum=

14、0; for(i=0;imax_thread;i+) sum+=counteri; /* 求全部线程的counter的和 */ printf(counter%d=%llun,i,counteri); printf(main_counter=%llu/sum=%llun,main_counter,sum); while(ch=getchar()!='q'); return 0; void* thread_worker(void* p) int thread_num; thread_num=(int)p; /*把main中的i的值传递给thread_num */ for(;) ma

15、in_counter+; counterthread_num+; 4.3 回答上述试验内容中的问题 1 试验运行前我认为前三列数不会相等，由于三个线程运行次数是随机的，结 进程线程,死锁试验报告 果不行预料，当然counteri值不会肯定相等。而我认为main_counter与sum值应当是相等的。由于都是三个线程的counter之和。 2而试验结果是前三列数的确不相等。不过main_counter与sum的值也不相等，main_counter sum，经分析争论得出解释：由于三个线程在共同争取运行thread_worker()函数，比如main_counter初值为0，pthread_id0

16、执行之后main_counter+1，此时还将来得及将值赋给main_counter，这时的main_counter还是0；pthread_id1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_id2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。 3thread的cpu占用率在我的机子

17、上执行结果是181，由于三个线程是无限循环的运行，使得cpu占用率很高。 4thread_worker()函数内是死循环，退出时由于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。 试验三: 互斥 一 试验目的 通过观看、分析试验现象，深化理解理解互斥锁的原理及特点 把握在posix 规范中的互斥函数的功能及使用方法 二试验要求 2.1 试验环境要求 1. 硬件 (1) 主机：pentium iii 以上； (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

18、. 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 扫瞄器。 2.2 试验前的预备工作 预备好上节试验完成的程序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。 三、试验内容 进程线程,死锁试验报告 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： #includestdio.h #includesys/types.h #includeunistd.h #includectype.h #includepthrea

19、d.h #define loop_times 1000 pthread_mutex_t mutex1=pthread_mutex_initializer; pthread_mutex_t mutex2=pthread_mutex_initializer; void* thread_worker(void *); void critical_section(int threadd_num,int i); int main(int argc,char *argv) int rtn,i; pthread_t pthread_id=0; rtn=pthread_create(pthread_id,nu

20、ll,thread_worker,null); if(rtn!=0) printf(pthread_create error!n); return -1; for(i=0;iloop_times;i+) pthread_mutex_lock(mutex1); pthread_mutex_lock(mutex2); critical_section(1,i); pthread_mutex_unlock(mutex2); pthread_mutex_unlock(mutex1); pthread_mutex_destroy(mutex1); pthread_mutex_destroy(mutex2

21、); return 0; void *thread_worker(void* p) int i; for(i=0;iloop_times;i+) pthread_mutex_lock(mutex2); pthread_mutex_lock(mutex1); critical_section(2,i); 进程线程,死锁试验报告 pthread_mutex_unlock(mutex2); pthread_mutex_unlock(mutex1); void critical_section(int thread_num,int i) printf(thread%d:%dn,thread_num,i

22、); 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？为什么会这样？ 四、试验结果 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： #includestdio.h #includesys/types.h #includeunistd.h #includectype.h #includepthread.h #define max_thread 3 unsigned long long main_counter,countermax_thread; void* t

23、hread_worker(void*); int main(int argc,char argv) int i,rtn; char ch; pthread_t pthread_idmax_thread=0; for(i=0;imax_thread;i+) pthread_create(pthread_idi,null,thread_worker,(void*)i); do unsigned long long sum=0; for(i=0;imax_thread;i+) sum+=counteri; printf(counter%d=%llun,i,counteri); printf(main

24、_counter=%llu/sum=%llun,main_counter,sum); while(ch=getchar()!='q'); return 0; 进程线程,死锁试验报告 void* thread_worker(void* p) int thread_num; thread_num=(int)p; for(;) main_counter+; counterthread_num+; 4.2回答上述试验要求中的问题： 1程序运行会消失中止现象，可能会资源互斥。 2实际运行时程序会在运行期间中止，消失死锁现象。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，此时主线程连续申请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： #includestdio.h #includesys/types.h #includeunistd.h #includectype.h #includepthread.h #define loop_times 1000 p