实验目的：

(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“b”和“c”。试观察记录屏幕上显示结果，并分析原因。

 

步骤一：了解fock()函数的原理

fock()函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，(已执行的代码不复制)。如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。fork()函数调用一次能返回两个值，在子进程中，fork()函数返回0，在父进程中，fork()函数返回新创建子进程的进程ID。如果出现错误，fork()函数返回一个负值。

 

步骤二：编写代码

#include<stdio.h>

int main()

{

int p1 ,p2 ;

while((p1=fork())==-1); 

if(p1==0)          

putchar('b');

else

{

while((p2=fork())==-1); 

if(p2==0)            

putchar('c');

else   

putchar('a');           

}

return 0;

}

步骤三：编译运行

      输出结果：bca；

 

步骤四：分析原因

        while((p1=fork())==-1);这句代码用来创建第一个子进程（一般很难出现创建失败的情况），此时有了两个进程，都从下一条语句if(p1==0)开始执行。父子进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略。一般来说fock()是先进入子程序执行，后执行父进程代码。fock()函数返回给子进程的p1是0（p1是子进程的ID，因为刚创建的子进程没有子进程，所以p1为0），满足if语句的条件，输出’b’。回到父进程，fock()函数返回的是p1是子进程的ID，显然不等于0，所以执行else语句，此时又创建了一个新的子进程，与上述原理一样，先进入子进程，输出’c’。再回到父进程，执行else里面的语句，输出’a’。所以输出结果为bca。

  理论上由于子进程可能创建失败、系统调度策略不同，导致父子进程执行顺序不一样，程序执行的结果可能出现b、bc、abc、acb、bac、bca、cab、cba。

 

(2) 进程的控制

1. 修改已编写的程序，将每个进程的输出由单个字符改为一句话，再观察程序执行是屏幕上出现的现象，并分析其原因。

 

修改实验(1)的代码如下：

#include<stdio.h>

int main()

{

int p1 ,p2 ;

while((p1=fork())==-1); 

if(p1==0)          

printf("Child1 is running!\n");

else

{

while((p2=fork())==-1); 

if(p2==0)            

printf("Child2 is running!\n");

else   

printf("Father is running!\n");         

}

return 0;

}

执行后输出结果如下：

   Child1 is running!

   Child2 is running!

   Father is running!

原因分析：与实验(1)一样的原理，只是输出内容改变了。

 

 

2．使用exec函数族使子进程执行新的目标程序。

 

exec()函数是一个调用别的已存在的程序，使之代替原来的进程的一个系统调用。它的参数就是已存在的程序的名字。

 

代码如下：

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

 

int main()

{

      printf("===system call execl testing ===\n");

      execlp("date","date",0);

      printf("exec error !\n");

  

      return 0;

}

 

输出结果如下：

===system call execl testing ===

—10月 31  23:22:13  cst 2011

原因分析：

进程执行到第一个打印函数，正常执行，输出“===system call execl testing ===”。接着调用execlp()；放弃主程序，转去执行名字为“date”的程序，输出日期“— 10月31  23:22:13  cst 2011”，结束。

 

(3) 编写一段程序,使其实现进程的软中断通信

使用系统调用fork()创建两个子程序，再用系统调用signal()接收父进程从键盘上来的中断信号（即按Ctrl+c键）；当有中断信号后，父进程用系统调用Kill（）向两个子进程发出信号，子进程有信号后分别输出

Child Processll is Killed 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!

 

函数分析：signal(int sign,void(*  function))有两个参数，当指定的信号（sign）到来时，它跳转去执行第二个参数function指定的函数。

   Kill(pid,sig)函数可以送参数sig指定的信号给参数pid指定的进程。

   Wait()函数  一旦调用wait()函数就阻塞自己，直到出现某个子进程退出。

  

代码如下：

  #include<stdio.h>

           #include<signal.h>

           int  wait_mark;

           void waiting()

           {

                 while(wait_mark==1);

            }

          void  stop()

          {

              wait_mark=0;

           }

          int main()

          {

               int p1,p2;

               while((p1=fork())==-1);

               if(p1==0)

               {

                   wait_mark=1;

                   signal(SIGINT,SIG_IGN);

                   signal(16,stop);

                   waiting();

                   printf("Child Process11 is Killed by Parent!\n");

                   exit(0);

                }

               else

               {

                   while((p2=fork())==-1);

                   if(p2==0)

                   {

                      wait_mark=1;

                      signal(SIGINT,SIG_IGN);     

                      signal(17,stop);

                      waiting();

 

                      printf("Child Process12 is Killed by Parent!\n");

 

                      exit(0);

                    }

                   else

                   {

                      wait_mark=1;

                      signal(SIGINT,stop);

                      waiting();

                      kill(p1,16);

                      kill(p2,17);

                      wait(0);

                      wait(0);

                      printf("Parent Process is Killed!\n");

                      exit(0);

                   }

           }

}

          

 

执行结果如下：

键盘键入：Ctrl+c键

输出：

   Child Process11 is Killed by Parent!

   Child Process12 is Killed by Parent!

   Parent Process is Killed!

 

原因分析：

   父进程先创建一个子进程p1，使子进程调用waiting()函数，陷入死循环；父进程接着创建另一个子进程p2，也使子进程调用waiting()函数，陷入死循环。接着父进程本身也调用waiting()函数，陷入死循环。当键盘键入Ctrl+c键时，signal(SIGINT,stop);接收到指定的信号，调用stop()函数，使wait_mark=0;使父进程跳出死循环；接着父进程调用kill()函数kill(p1,16)和                      kill(p2,17)，分别向进程p1和p2传送信号16、17 ，同时调用wait(0)函数，使自己进入阻塞状态。     子进程p1中的signal()函数接收到信号后调用stop()函数，跳出死循环，执行打印函数，输出“Child Process11 is Killed by Parent!”；同理，子进程p2输出“Child Process12 is Killed by Parent!”；此时，两个子进程都退出了，父进程不再阻塞了，执行打印函数，输出“Parent Process is Killed!”。