进程管理实验报告文档

1、实验一 进程管理1实验目的：（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）分析进程争用资源的现象，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。2实验预备内容（1）阅读Linux的sched.h源码文件，加深对进程管理概念的理解；（2）阅读Linux的fork()源码文件，分析进程的创建过程。3实验内容（1）进程的创建：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

2、幕上的显示结果，并分析原因。 源代码:#include #include #include #include main() int p1,p2; p1=fork(); /创建子进程1 if ( p1 = 0 ) printf(bn); exit(0); else p2=fork(); /创建子进程2 if ( p2 = 0 ) printf(cn); exit(0); printf(an); / 父进程 exit(0); 程序运行结果;分析原因： 操作系统创建一个新的进程（子进程），并且 在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就是

3、原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！因此，这三个进程哪个先执行，哪个后执行，完全取决于操作系统的调度，没有固定的顺序。（2）进程的控制修改已经编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。如果在程序中使用系统调用lockf () 来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。源代码;#include #include #include #include main() int p1,p2,i; p1 = fork(); if ( p1 = 0 ) / 子进程1 lockf(1,1,0); printf(

4、i am proess onen); exit(0); else p2= fork(); if ( p2 = 0 ) / 子进程2 lockf(1,1,0); printf(i am process twon); exit(0); lockf(1,1,0); printf(i am father processn); / 父进程 exit(0); 程序运行结果：所谓进程互斥，是指两个或两个以上的进程,不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域,否则可能发生与时间有关的错误,这种现象被称作进程互斥.lockf()函数是将文件区域用作信号量（监视锁），或控制对锁定进程的访问（强制模式记录锁定）。试图

5、访问已锁定资源的其他进程将返回错误或进入休态，直到资源解除锁定为止。而上面三个进程，不存在要同时进入同一组共享变量的临界区域的现象，因此输出和原来相同。 （3）a) 编写一段程序，使其实现进程的软中断通信。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 Process 1 is killed by Parent!Child Process 2 is killed by Parent!父进程等待

6、两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：Parent Process is killed!源代码：#include #include #include #include #include int sign;void waiting() while(sign!=0);void stop() sign=0;main() int p1,p2; p1 = fork(); if ( p1 = 0 ) / 子进程1 sign = 1; signal(16,stop); /buzhu 16 xinhao waiting(); printf(Child Process 1 is killed by Paren

7、t!n); exit(0); else p1 = fork(); if ( p2 = 0 ) / 子进程2 sign = 1; signal(17,stop); waiting(); printf(Child Process 2 is killed by Parent!n); exit(0); sign=1; signal(SIGINT,stop); waiting(); kill(p1,16); kill(p2,17); waiting(0); waiting(0); printf(Parent Process is killed!n); / 父进程 exit(0); 程序运行结果：软中断一

8、般是指由指令int引起的“伪”中断动作给CPU制造一个中断的假象；而硬中断则是实实在在由8259的连线触发的中断。kill函数的原型如下：int kill(pid,sig)，pid 是一个或一组进程的标识符，参数sig是要发送的软中断信号。signal函数的原型如下：signal(sig,function)，它以 软中断信号的序号作为参数调用函数，也就是说，收到软中断信号sig后，调用函数function.当子进程1收到软中断信号16时，调用函数stop()解除“waiting”,继续往下执行；等它打印完了child process 1 is killed by parent,就退出；对于子进

9、程2来说也是如此。而父进程在此阶段一直处于“waiting”状态（执行wait(0)，直到两个子进程都退出了，父进程才会退出。 由于ctrl+c信号会并发传到每个进程中，进程收到该信号会立刻终止。当子进程收到ctrl+c信号时，就终止了，根本不会等父进程传来的软中断信号，因此也就不会打印出child process1 is killed和child process2 is killed.b) 在上面的程序中增加语句signal(SIGINT, SIG-IGN) 和 signal(SIGQUIT, SIG-IGN)，观察执行结果，并分析原因。signal(SIGINT, SIG-IGN)和sig

10、nal(SIGQUIT, SIG-IGN)的作用是屏蔽从键盘上传来的中断信号，因此子进程可以接收到父进程传来的软中断信号，进而将那两句话打印出来。4）进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管道通信。使用系统调用pipe() 建立一条管道线；两个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：Child 1 is sending a message!Child 2 is sending a message!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。源代码：#include #include #include #incl

11、ude #include main() int p1,p2,fd2; char parbuf50,childbuf50; pipe(fd); p1 = fork(); if ( p1 = 0 ) / 子进程1 sprintf(childbuf,Child 2 is sending a message!n); write(fd1,childbuf,50);/向管道中写东西 sleep(5); exit(0); else p2 = fork(); if ( p2 = 0 ) / 子进程2 sprintf(childbuf,Child 1 is sending a message!n); write

12、(fd1,childbuf,50);/向管道中写东西 sleep(5); exit(0); wait(0);/等待某个子进程结束 read(fd0,parbuf,50);/从管道中读东西 printf(%s,parbuf); wait(0);/等待某个子进程结束 read(fd0,parbuf,50);/从管道中读东西 printf(%s,parbuf); exit(0); 程序运行结果：4思考 （1）系统是怎样创建流程的？ 系统通过调用fork函数创建进程，当一个进程调用了fork以后,系统会创 建一个子进程.这个子进程和父进程不同的地方只有他的进程ID和父 进程ID,其他的都是一样.就象符

13、进程 克隆(clone)自己一样.而此时子进程也与父进程分道扬镳，各自执行自己的操作。至于先执行子进程，还是先执行父进程，取决去内核的调度算法。 一旦子进程被创建，父子进程相互竞争系统的资源.有时候我们希望子进程继续执行,而父进程阻塞直到子进程完成任务.这个时候我们可以调用wait或者 waitpid系统调用. （2）可执行文件加载时进行了哪些处理？ 注册一个可执行文件的加载模块（包含信息：链表list，所属的module， 加载可执行文件，加载共享库），然后遍历链表，依次按module加载这个可执行文件 （3）当首次调用新创建进程时，其入口在哪里？ 在进程队列的 ready状态下，由离自己最

14、近的父进程执行调度，即入口在 最近的父进程处。 （4）进程通信有什么特点？ （针对管道通信） 只支持单向数据流； 只能用于具有亲缘关系的进程之间； 没有名字； 管道的缓冲区是 有限的（管道制存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小）； 管道所传送的是无格式字节流，这就要求管道的读出方和写入方 必须事先约定好数据的格式，比如多少字节算作一个消息（或命令、或记录）等等。 5.实验总结 通过这次实验，让我对操作系统进程这一章的内容有了更深入的理解。此次实验有四部分组成。第一部分的重点是进程创建。在linx操作系统中，进程的创建需要调用fork函数。此函数调用一次，返回两次。父进程返回子进程的pid，而子进程返回0。父进程和子进程