2022年实验二Linux进程、线程及编程 .pdf

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1、实验二Linux 进程、线程及编程实验一、实验目的1、通过编写一个完整的守护进程，掌握守护进程编写和调试的方法2、进一步熟悉如何编写多进程程序二、实验环境硬件： PC 机一台， JXARM9 2410 教学实验平台。软件： Windows98/XP/2000 系统，虚拟机环境下的Linux 系统。三、预备知识1、fork() fork() 函数用于从已存在的进程中创建一个新进程。新进程称为子进程，而原进程称为父进程。使用fork() 函数得到的子进程是父进程的一个复制品，它从父进程处继承了整个进程的地址空间，包括进程上下文、代码段、进程堆栈、内存信息、打开的文件描述符、信号控制设定、进程优先级

2、、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制和控制终端等，而子进程所独有的只有它的进程号、资源使用和计时器等2、exit() 和_exit() 的区别_exit() 函数的作用最为简单：直接使进程停止运行，清除其使用的内存空间，并销毁其在内核中的各种数据结构；exit() 函数则在这些基础上作了一些包装，在执行退出之前加了若干道工序。exit() 函数在调用exit 系统调用之前要检查文件的打开情况，把文件缓冲区中的内容写回文件，就是图中的清理 I/O 缓冲 一项。3、wait() 和 waitpid() wait()函数是用于使父进程（也就是调用wait()的进程） 阻塞，直到一个子进程结束或

3、者该进程接到了一个指定的信号为止。如果该父进程没有子进程或者他的子进程已经结束，则wait() 就会立即返回。四、实验内容在该实验中，读者首先创建一个子进程1（守护进程） ，然后在该子进程中新建一个子进程 2，该子进程2 暂停 10s，然后自动退出，并由子进程1 收集子线程退出的消息。在这里，子进程1 和子进程 2 的消息都在系统日志文件（例如“/var/log/messages” ，日志文件的全路径名因版本的不同可能会有所不同）中输出。 在向日志文件写入消息之后，守护进程（子进程 1）循环暂停，其间隔时间为10s。五、实验步骤名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

4、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 1分析下面的代码，注意它的运行会产生几个进程以及掌握fork() 调用的具体过程。/* multi_proc_wrong.c */ #include #include #include #include #include int main(void) pid_t child1, child2, child; /*创建两个子进程*/ child1 = fork(); child2 = fork(); /*子进程 1 的出错处理 */ if (chi

5、ld1 = -1) printf(Child1 fork errorn); exit(1); else if (child1 = 0) /* 在子进程1 中调用 execlp()函数 */ printf(In child1: execute ls -ln); if (execlp(ls, ls, -l, NULL) 0) printf(Child1 execlp errorn); if (child2 = -1) /* 子进程 2 的出错处理 */ printf(Child2 fork errorn); exit(1); else if( child2 = 0 ) /* 在子进程2 中使其暂停

6、5s*/ printf(In child2: sleep for 5 seconds and then exitn); sleep(5); exit(0); else /*在父进程中等待两个子进程的退出*/ printf(In father process:n); child = waitpid(child1, NULL, 0); /* 阻塞式等待*/ if (child = child1) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - -

7、- - - printf(Get child1 exit coden); else printf(Error occured!n); do child = waitpid(child2, NULL, WNOHANG);/* 非阻塞式等待*/ if (child = 0) printf(The child2 process has not exited!n); sleep(1); while (child = 0); if (child = child2) printf(Get child2 exit coden); else printf(Error occured!n); return 0;

8、 此段代码会是我们所希望的结果，如果child1 = fork();child2 = fork();都成功则会有4 个进程，child1 = fork(); 后会才生一个新的进程：主进程、child1 ， child2 = fork() 后主进程和child1有分别产生一个新的进程。2分析下面代码，体会与上一个代码之间的区别，/* multi_proc.c */ #include #include #include #include #include int main(void) pid_t child1, child2, child; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

9、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - /*创建两个子进程*/ child1 = fork(); /*子进程 1 的出错处理 */ if (child1 = -1) printf(Child1 fork errorn); exit(1); else if (child1 = 0) /* 在子进程1 中调用 execlp()函数 */ printf(In child1: execute ls -ln); if (execlp(ls, ls, -l, NULL) 0) print

10、f(Child1 execlp errorn); else /*在父进程中再创建进程2，然后等待两个子进程的退出*/ child2 = fork(); if (child2 = -1) /*子进程 2 的出错处理 */ printf(Child2 fork errorn); exit(1); else if(child2 = 0) /* 在子进程2 中使其暂停5s*/ printf(In child2: sleep for 5 seconds and then exitn); sleep(5); exit(0); printf(In father process:n); child = wai

11、tpid(child1, NULL, 0); /* 阻塞式等待*/ if (child = child1) printf(Get child1 exit coden); else printf(Error occured!n); do 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - child = waitpid(child2, NULL, WNOHANG);/* 非阻塞式等待*/ if (child = 0) printf(T

12、he child2 process has not exited!n); sleep(1); while (child = 0); if (child = child2) printf(Get child2 exit coden); else printf(Error occured!n); return 0; 3在宿主机上编译调试该程序gcc multi_proc.c o multi_proc 4. 在确保没有编译错误后，使用交叉编译该程序arm-linux-gcc multi_proc.c o multi_proc 5.将生成的可执行程序下载到目标板上运行。6分析实验结果主要是要理解FOR

13、K（）函数的意义：在语句child1=fork() 之前，只有一个进程在执行这段代码， 但在这条语句之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的代码部分完全相同。两个进程中，原先就存在的那个被称作“父进程”，新出现的那个被称作“子进程”。父子进程的区别除了进程标志符（process ID ）不同外，变量child1 的值也不相同，child1 存放的是 fork 的返回值。 fork 调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：在父进程中， fork 返回新创建子进程的进程ID；在子进程中， fork 返回 0；如果出现错误，fork 返回一个负值；所以掌握

14、了fork 的含义后就不难分析结果了。第二段代码将child2 放在了父进程中创建，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 这样 child1 就不会在创建child2，此时 child1 、child2 都是主进程的子进程，共有3 个进程存在。六、实验总结通过实验过程中编写一个完整的守护进程，掌握守护进程编写和调试的方法,进一步熟悉如何编写多进程程序，对Linux 的进程和线程有了更多的了解。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -