操作系统实验一之进程的创建实验

一、题目

1. 运行程序，解释现象

void main(){
   int pid1=fork();
   printf(“**1**\n”);
   int pid2=fork();
   printf(“**2**\n”);
   if(pid1==0){int pid3=fork();printf(“**3**\n”);}
   else printf(“**4**\n”);
}

1. 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”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

2. 下面程序将在屏幕上输出的字符‘X’、数字“1” 和“0”各多少个？为什么？

#include
#include
#include
int main(){
    int i, a = 0;
    pid_t pid;
    if((pid = fork())) a = 1;
    for(i=0;i<2;i++){
        printf("X" );
    }
    if(pid == 0) printf("%d\n", a);
    return 0;
}

如果将上面main函数修改如下，则屏幕上输出的字符‘X’、数字“1”和“0”各多少个？为什么？

#include
#include
#include
int main(void){
    int i, a = 0;
    pid_t pid[2];
    for(i=0;i<2;i++){
        if((pid[i] = fork())) a = 1;
        printf("X" );
    }
    if(pid[0]==0) printf("%d\n",a);
    if(pid[1]==0) printf("%d\n", a);
    return 0;
}

二、实验过程及分析

小实验一：

1. 运行结果
   
2. 分析解释
   (1) 调用fork()可以创建进程。不过，fork是把进程当前的情况拷贝一份，执行fork时，进程只拷贝下一个要执行的代码到新的进程。
   (2) 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：
   　0 在子进程，fork返回值为0
   　>0 在父进程，fork返回值为子进程的ID，一个大于0的数
   　-1 创建进程失败，返回-1
   (3)该程序的执行方式如下：
   
   　　本次执行过程中，父程序先执行，子程序后执行，因此运行结果如第一张图。

小实验二：

1. 代码如下：

#include
void main(){
    int pid1, pid2;
    while((pid1 = fork()) == -1);
    if(pid1 == 0) printf("b\n");
    else{
        while((pid2 = fork()) == -1);
        if(pid2 == 0) printf("c\n");
        else printf("a\n");
    }
}

* 2. 运行结果：*

3. 分析
　　每次调用都会创建一个子程序，而在子程序中，fork()返回值为0，即pid == 0 为true. 所以，两个子程序输出了“b”“c”，而父程序输出“a”.

小实验三：

1. 第一个程序

　　输出了4个“X”,1个“0”,和0个“1”。因为尽管父进程中，a被赋值为1，但是父进程里无法输出a；而子进程没有给a重新赋值，所以只输出了a的初始值0；由于子进程和父进程分别输出了两个“X”，所以共输出了4个“X”。

2. 第二个程序

　　输出了8个“X”,2个“0”,和2个“1”。printf(“X”)并不会立即将“X”输出到屏幕，而是首先存储在缓冲区，在遇到下一个输出前，才会将其输出；创建子进程的过程中，同样会将父进程缓冲区的内容复制一份。示意图如下：
　　

　　以上是本次实验所有内容，希望对大家有所帮助。