实验一、进程控制实验
1.1 实验目的
加深对于进程并发执行概念的理解。实践并发进程的创建和控制方法。观察和
体验进程的动态特性。进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过
程。掌握进程控制的方法,了解父子进程间的控制和协作关系。练习 Linux 系统中
进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。
1.2 实验说明
1)与进程创建、执行有关的系统调用说明
进程可以通过系统调用 fork()创建子进程并和其子进程并发执行.子进程初始
的执行映像是父进程的一个复本.子进程可以通过 exec()系统调用族装入一个新
的执行程序。父进程可以使用 wait()或 waitpid()系统调用等待子进程的结束并负
责收集和清理子进程的退出状态。
fork()系统调用语法:
#include
pid_t fork(void);
fork 成功创建子进程后将返回子进程的进程号,不成功会返回-1.
exec 系统调用有一组 6 个函数,其中示例实验中引用了 execve 系统调用语法:
#include
int execve(const char *path, const char *argv[], const char * envp[]);
path 要装入的新的执行文件的绝对路径名字符串. argv[] 要传递给新执行程序的完整的命令参数列表(可以为空). envp[]
要传递给新执行程序的完整的环境变量参数列表(可以为空). Exec 执行成功后将用一个新的程序代替原进程,但进程号不变,它绝不会再
返回到调用进程了。如果 exec 调用失败,它会返回-1。 wait() 系统调用语法:
#include
#include
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int option);
status 用于保留子进程的退出状态
pid 可以为以下可能值:
-1 等待所有 PGID 等于 PID 的绝对值的子进程
1 等待所有子进程
0 等待所有 PGID 等于调用进程的子进程
0 等待 PID 等于 pid 的子进程
option 规定了调用 waitpid 进程的行为:
WNOHANG 没有子进程时立即返回
WUNTRACED 没有报告状态的进程时返回
wait 和 waitpid 执行成功将返回终止的子进程的进程号,不成功返回-1。
getpid()系统调用语法:
#include
#include
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
getpid 返回当前进程的进程号,getppid 返回当前进程父进程的进程号
2) 与进程控制有关的系统调用说明
可以通过信号向一个进程发送消息以控制进程的行为。信号是由中断或
异常事件引发的,如:键盘中断、定时器中断、非法内存引用等。信号的
名字都以 SIG 开头,例如 SIGTERM、SIGHUP。可以使用 kill -l 命令查看
系统当前的信号集合。
信号可在任何时间发生,接收信号的进程可以对接收到的信号采取3种处理
措施之一:
· 忽略这个信号
· 执行系统默认的处理
· 捕捉这个信号做自定义的处理
信号从产生到被处理所经过的过程:
产 生 (generate)-> 挂 起 (pending)-> 派 送 (deliver)-> 部 署 (disposition) 或 忽 略
(igore)
一个信号集合是一个 C 语言的 sigset_t 数据类型的对象,sigset_t 数据类
型定义在
#include
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
signum 要捕捉的信号
handler 进程中自定义的信号处理函数名
signal 调用成功会返回信号处理函数的返回值,不成功返回-1,并设置
系统变量 errno 为 SIG_ERR。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
typedef void(*sighandler_t)(int);
void sigcat(){//进行中断
printf("%d Process continue\n",getpid());
}
int main(int argc,char*argv[])
{
int status_1,status_2;
signal(SIGINT,(sighandler_t)sigcat);//Registe a interrupt fuction
char *args1[]={"/bin/ls","-a",NULL};//两个进程
char *args2[]={"/bin/ps","-a",NULL};
int pid1=fork();
if(pid1<0)
{
printf("Create Process fail\n");
}
if(pid1==0)
{
printf("ls -the child process starting%d\n",getpid());
pause();//Wait for the interrupt
printf("ls the child process waking%d\n",getpid());
status_1=execve(args1[0],args1,NULL);
exit(0);
}
else
{
//Father process
printf("\n Father Process starting%d\n ",getpid());
int pid2=fork();
if(pid2>0)//只有pid2结束才运行
{
printf("ps the childprocess over%d\n",pid2);
printf("ls waking%d\n",pid1);
waitpid(pid2,&status_2,0);
kill(pid1,SIGINT);//运行p1
waitpid(pid1,&status_1,0);
printf("ls over%d\n",pid1);
printf("Father process over%d\n",getpid());
exit(0);
}
if(pid2<0)
{
printf("Process 2fails\n");
}
if(pid2==0)
{
printf("ps starting%d\n ",getpid());
status_2=execve(args2[0],args2,NULL);
}
}
return 0;
}