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1、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 DE1B);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 Kil
2、led by 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 messa
3、ge!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#include main() int p1,p2;if(p1=fork()/*子进程创建成功*/putchar(b);elseif(p2=fork()/*子进程创建成功*/putc
4、har(c); else putchar(a);/* 父进程执行 */运行结果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 .进程的控制任务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,
5、p2,i;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 grandchild 或 grand
6、child 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);/*保证在子进程终止前，父进程不会终止*/exit(0)
7、;elseif(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(1,1,0)锁定标准输出设备，lockf(1,0,0)解锁标
8、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!父进程等待两个子进程终止后，输出以下信息后终止： parent
9、 process is killed!程序流程图程序#include#include#includevoid 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 Ac 信号，转 stop*/ signal(SIGALRM,alarming);/* 接受 SIGALRM*/ waiting。； kill(p1,16);/*向pl发软中断信号16*/kill
10、(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 Ac 信号 */ while (wait_mark!=0);lockf(1,1,0);printf(child process2 is killed by parent!n);lockf(1,0,0);exit(0);elsewait_mark=1;signal(16,stop);signa
11、l(SIGINT,SIG_IGN); /* 忽略 c 信号 */while (wait_mark!=0) lockf(1,1,0);printf(child processl 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;运行结果不做任何操作等待五秒钟父进程回在子进程县推出后退出，并打印退出的顺序；或者点击ctrl+C后程序
12、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。程序#include#include#includeint pid1,pid2;int EndFlag=0;int pf1=0;int pf2=0;void IntDelete() kill(pid1,16);kill(pid2,17);void Int1()printf(
13、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);elsesignal(SIGINT,SIG_IGN);si
14、gnal(17,Int2);pause();elsesignal(SIGINT,SIG_IGN);signal(16,Int1);pause();运行结果请将上述程序输入计算机后，执行并观察。3.进程的管道通信任务编制一段程序，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pl和p2分别向通道个写一句话：childlprocess is sending message!child2process is sending message!而父进程则从管道中读出来自两个进程的信息，显示在屏幕上。程序#include #include #include int pid1,p
15、id2;main()int fd2;char outpipe100,inpipe100;pipe(fd);/*创建一个管道*/while (pid1=fork( )=-1);if(pid1=0)lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,child 1 process is sending message!);/*把串放入数组 outpipe中*/write(fd1,outpipe,50);/*向管道写长为 50字节的串*/sleep(5);/*自我阻塞5秒*/lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork( )=-1);if(pid2=
16、0)lockf(fd1,1,0);/* 互斥*/sprintf(outpipe,child 2 process is sending message!);write(fd1,outpipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewait(0);/* 同步*/read(fd0,inpipe,50);/*从管道中读长为 50字节白串*/printf(%sn,inpipe);wait(0);read(fd0,inpipe,50);printf(%sn,inpipe);exit(0);运行结果延迟5秒后显示：childl process is sending message!再延迟5秒：child2 process is sending message!分析请自行完成。思考1、程序中的sleep(5)起什么作用？2、子进程1和2为什么也能对管道进行操作?