进程管理实验报告
班 级：10网工三班 学生姓名：谢昊天 学号：1215134046
实验目的和要求：
（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。printf怎么输出字符
实验内容与分析设计：
实验内容：
（1）进程的创建
编写一段源程序，使系统调用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”和字符“c”。试观察纪录屏幕上的显示结果，并分析原因。
（2）进程的控制
修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕出现的现象，并分析原因。
如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。
分析：
（1）系统是怎样创建进程的？
（2）可执行文件加载时进行了哪些处理？
（3）当首次调用新创建进程时，其入口在哪里？
实验步骤与调试过程：
1.进程的创建
利用Linux系统中进程通信的基本原，理编写程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程if(p1=fork())；if(p2=fork())。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”。
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，则字符串内部的字符顺序输出时不变。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。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。
实验结果：
1.进程的创建运行结果 bca(有时会出现bac)
分析：从进程执行并发来看，输出bac,acb等情况都有可能。
原因：fork()创建进程所需的时间多于输出一个字符的时间，因此在主进程创建进程2的同时，进程1就输出了“b”，而进程2和主程序的输出次序是有随机性的，所以会出现上述结果
1.进程的创建运行结果
bca(有时会出现bac)
从进程执行并发来看，输出bac,acb等情况都有可能。 fork()创建进程所需的时间多于输出一个字符的时间，因此在主进程创建进程2的同时，进程1就输出了“b”，而进程2和主程序的输出次序是有随机性的，所以会出现上述结果
2.进程的管理运行结果
child…. son… daughter… daughter… 或child …son …child …son …daughter
由于函数printf()输出的字符串之间不会被中断，因此，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。
上锁后与未上锁的输出结果相同，也是随着执行时间不同，输出结果的顺序有所不同。 分析：因为上述程序执行时，不同进程之间不存在共享临界资源（其中打印机的互斥性已有由操作系统保证）问题，所以，加锁与不加锁效果相同。
疑难小结：
通过本次实验让我了解了进程的管理，通过实现进程的创建【系统通过调用fork( )函数来创建两个子进程】、进程的控制、进程的管道通信并编写一段程序，实现进程的软中断通信。系统调用lockf()来给每个程序加锁，可以实现进程之间的互斥。加深了对进程概念的理解，明确进程和程序的区别，进一步认识并发执行的实质。巩固了课本上所学到的知识。
分析：
（1）linux中创建进程是系统调用fork来复制了自己,然后如果需要的话用execl族函数来用新的程序覆盖fork的进程。
（2）：可执行文件加载时首先是创建一个新进程的fork系统调用，然后用于实现进程自我终止的exit系统调用；改变进程原有代码的exec系统调用；用于将调用进程挂起并等待子进程终止的wait系统调用；获得进程标识符的getpid系统调用等处理过程。
主要算法和程序清单：
1.进程的创建
#include<stdio.h>
main()
{
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*/
putchar('c');
else putchar('a'); /*父进程执行*/
}
}
2.进程的控制
〈程序1〉
#include<stdio.h>
main()
{
int p1,p2,i;
if(p1=fork())
{
for(i=0;i<500;i++)
printf("parent%d\n",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;i<500;i++)
printf("son %d\n",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且该进程推出*/
}
else
{
for(i=0;i<500;i++)
printf(“grandchild %d\n",i);
exit(0);
}
}
}
〈程序2〉
#include<stdio.h>
main()
{
int p1,p2,i;
if(p1=fork())
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<500;i++)
printf("parent %d\n",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
{
if(p2=fork())
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<500;i++)
printf("son %d\n",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;i<500;i++)
printf("daughter %d\n",i);
lockf(1,0,0);
exit(0);
}
}
}
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