12.14 操作系统实验：linux虚拟机与进程管理

实验一：熟悉Linux基础命令及进程管理

实验目的

了解linux虚拟机的用途及基本使用步骤
了解进程调度的目的及应用场景
加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。

实验内容
1. 使用文件相关的linux的基础命令
2. 运行进程处理的代码段，并解释结果
3. 对于给定的进程处理问题，可以自行设计解决方案并代码实现
代码及运行结果分析

1.linux基础文件命令使用

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2.进程管理

代码修正及结果分析

代码1

/*test1*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{int i,j,id;
if (i=fork())
{
j=wait(0);
id=getpid();
    printf("Parent Process!\n");
    printf("i=%d,j=%d,id=%d\n",i,j,id);
}
else 
{   
    id=getpid();
    printf("Child Process!\n");
    printf("i=%d,id=%d\n\n",i,id);
}
}

结果

分析

在i=fork( ) 处创建子进程分支，父进程fork( )返回子进程id，然后进入堵塞队列，等待子进程变成zombie进程。

子进程fork( )返回0，然后等待父进程被堵塞，子进程进入运行队列，知道运行结束变成zombie进程。

进程树

代码2

/*test2*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    int p1,p2;
    while((p1=fork())==-1);
    if(p1==0)       
        printf("b.My process ID is %d\n",getpid());
    else
    {
        while((p2=fork())==-1); 
        if(p2==0)               
            printf("c.My process ID is %d\n",getpid());
        else 
            printf("a.My process ID is %d\n",getpid());
    }
}

结果

分析

a进程在while((p1=fork())==-1)产生子进程b，在while((p2=fork())==-1)产生子进程c

对于子进程b，p1==0，进入第一个分支，运行输出语句。

a进入第二个分支后产生子进程c，对于子进程c，p2==0，进入第二个分支。

a，b，c的运行顺序与运行的调度算法有关。

进程树

代码3

/*test3*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    int m,n,k;
    m=fork();
    printf("PID:%d\t",getpid());
    printf("The return value of fork():%d\t\t",m);
    printf("he\n");
    n=fork();
    printf("PID:%d\t",getpid());
    printf("The return value of fork():%d\t\t",n);
    printf("ha\n");
    k=fork();
    printf("PID:%d\t",getpid());
    printf("The return value of fork():%d\t\t",k);
    printf("ho\n");
}

结果

分析

父进程运行，4135进程依次经由m/n/k=fork()产生三个子进程4136,4137,4138

4137进程运行，经由k=fork()产生子进程4139

4136进程运行，经由n/k=fork()产生子进程4140,4141

4139进程运行

4141进程运行

4140进程运行，经由k=fork()产生子进程4142

4142进程运行

进程树

代码4

/*test4*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main(){
int p1,p2,i;
FILE *fp;
fp = fopen("1.txt", "w+");

while((p1=fork())==-1);
if(p1==0)
    for(i=0;i<50000;i++)
    fprintf(fp,"son%d\n",i);
else
    {
    while((p2=fork())==-1);
    if(p2==0)
    for(i=0;i<50000;i++)
    fprintf(fp,"daughter%d\n",i);
    else
    for(i=0;i<50000;i++)
    fprintf(fp,"parent%d\n)",i);
    }
}

结果

分析

Parent进程经由while((p1=fork())==-1)，while((p2=fork())==-1)分别产生子进程son，daughter

每个进程经由分支会进入一个长度为50000的循环，循环过程中其运行会被交替打断

进程树

与test1_2相同

题目1

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    int p1,p2,p3;
    while((p1=fork())==-1);
    if(p1!=0)printf("fork p1 ,pa:%d ,son:%d\n",getpid(),p1);
    else printf("b1's id is%d\n",getpid());
    
    while((p2=fork())==-1);
    if(p2!=0){
        printf("fork p2 ,pa:%d ,son:%d\n",getpid(),p2);
        if(p1!=0){
            while((p3=fork())==-1);
                if(p3!=0){
                    printf("fork p3 ,pa:%d ,son:%d\n",getpid(),p3);
                    printf("a1 id is%d\n",getpid());
                }
                else{
                    printf("b3 id is%d\n",getpid());
                }
        }
        }
    else if(p1!=0)printf("b2's id is%d\n",getpid());
    else printf("c1's id is%d\n",getpid());
}

结果

进程树

题目2

代码

/*test4*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main(){
int p1,p2,i;
FILE *fp;
fp = fopen("1.txt", "w+");

while((p1=fork())==-1);
if(p1==0){
    lockf(1,1,0);
    //fprintf(fp,"locking~\n");
    for(i=0;i<70000;i++)
    fprintf(fp,"son%d\n",i);
    //fprintf(fp,"unlocking~\n");
    lockf(1,0,0);
}
else{
    while((p2=fork())==-1);
    if(p2==0){
        lockf(1,1,0);
        //fprintf(fp,"locking~\n");
        for(i=0;i<70000;i++)
        fprintf(fp,"daughter%d\n",i);
        //fprintf(fp,"unlocking~\n");
        lockf(1,0,0);
    }
    else{
        lockf(1,1,0);
        //fprintf(fp,"locking~\n");
        for(i=0;i<70000;i++)
        fprintf(fp,"parent%d\n)",i);
        //fprintf(fp,"unlocking~\n");
        lockf(1,0,0);
    }
}
}