实验六 进程基础

实验六 进程基础

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学号-姓名	17041511-陈涛
作业学习目标	1.掌握Linux系统环境C语言编程概念。2.学习Linux系统

实验内容

1.请举例说明静态链接库的创建与使用。

 

 

 

创建静态库及使用步骤：
1.vim add.c /vim sub.c /vim main.c ;创建.c文件
2.gcc -c static add.c -o add.o     ;将.c生成.o 文件
3.ar -r lib库名.a add.o             ;使用ar工具制作静态库
4.gcc main.o libbase.a -o app      ;编译静态库到可执行文件中
5../app                            ;执行app文件

2.请举例说明共享库的创建与使用。

初始目录

 

 进入src目录，在lib目录下生成libbase.so文件，即创建共享库

 

 

 使用自己的共享库

 

 方法一：指定一个相对路径

 

 方法二:告诉链接器动态库的名字，添加一个环境变量LD_LIBRARY_PATH=../lib 。 /lib是libbase.so所在路径

3.编程实现一个简单文件复制命令。 

i/o文化复制命令代码：
#include <unistd.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h> 
#define BUFFERSIZE 4096 
int main(int argc, char* argv[]) { 
    if (argc != 3) {
        printf("usage:\n mycp src dst\n"); 
        return 1;
    }
    int srcfd = open(argv[1], O_RDONLY); 
    if (srcfd == -1) { 
        perror("open"); 
        return 1; 
    }
    int dstfd = open(argv[2], O_CREAT | O_WRONLY, 0666);
    if (dstfd == -1) { 
        close(srcfd);
        perror("open"); 
        return 1; 
    }
    int len = 0; 
    char buffer[BUFFERSIZE] = {0};
    while((len = read(srcfd, buffer, BUFFERSIZE)) > 0) { 
        if (write(dstfd, buffer, len) != len) { 
            perror("write error");
            return 1;
        } 
    }
    if (len < 0) { 
        perror("read error"); 
        return 1;
        }
    close(srcfd); // 关闭文件 
    close(dstfd); 
    return 0; 
}

 

 

逐行比较copy.c与ctest.c的异同

 

4.使用 fork 创建一个子进程，进程创建成功后父子进程分别输出不同的内容。

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    pid_t pid;
    printf("[%d]:Begin! \n",getpid());
    fflush(NULL);
    pid = fork();
    if(pid<0)
    {
        perror("fork()");
        exit(1);
    }
    else if(pid > 0)
    {
        printf("[%d]:Parent process if working!\n",getpid());
    }
    else
    {
        printf("[%d]:Child process if working!\n",getpid());
    }
    printf("[%d]:Finish!\n",getpid());
    return 0;
}

fork函数简介
(1)依赖的头文件 #include <unistd.h>
(2)fork的原理和概念:
fork子进程就是从父进程拷贝一个新的进程出来，子进程和父进程的进程ID不同，但用户数据一样。
(3)父进程和子进程
执行fork函数后有3中情况:
>0 : 本体（调用 fork 的那个进程），这个值，是分身（子进程）的 id 号。
=0：分身（子进程）
=−1：分身失败

 

 

全缓冲:
全缓冲指的是系统在填满标准IO缓冲区之后才进行实际的IO操作;
注意，对于驻留在磁盘上的文件来说通常是由标准IO库实施全缓冲。
行缓冲:
在这种情况下，标准IO在输入和输出中遇到换行符时执行IO操作;
注意，当流涉及终端的时候，通常使用的是行缓冲。

 ./fork1即结果直接输出在屏幕上，出现了一个Begin,而将结果定向到tmp 文件Begin出现了两次?
 解：原因在于 printf 这个函数，它是带缓冲区的！
 1.结果没有定向到tem文件时，printf 接收到字符串后，首先把字符串复制到一个 char 数组（缓冲区）里，当这个数组遇到了特定的字符，比如 ‘\n’ 字符，回车或者装满等等，就会立即把字符写到屏幕终端上。
 2.结果定向到tmp文件时，printf 函数遇到 ‘\n’ 字符，并不会立即把字符写到文件里，printf 里的缓冲区数据还没来得及被刷新到 tmp 文件里，就被 fork 函数复制了，同时，printf 的缓冲区也被复制了一模一样的一份出来。

 

 

 

 

 

 

5. 使用fork创建多个子进程。

int i; 
pid_t pid; 
for (i = 0; i < 3; i++) 
pid = fork();
上面代码段会产生多少子进程？
答：2^3-1=7  ；产生7个子进程

 

 

代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    int i;
    pid_t pid;
    printf("[%d] Begin! \n",getpid());
    for (i = 0;i < 3; i++)
    {
        if((pid = fork()) ==0 )
            break;
    }
    if(pid<0)
    {
        perror("fork()");
        exit(1);
    }
    else if(pid > 0)
    {
        printf("[%d] Parent process is working!\n",getpid());
    }
    else
    {
        printf("[%d] Child process %d is working!\n",getpid(),i);
    }
    return 0;
}

 

 

 编译生成.o文件

 

 使用sleep函数简单控制进程输出顺序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    int i;
    pid_t pid;
    printf("[%d]:Begin! \n",getpid());
    for (i = 0;i < 3; i++)
    {
        if((pid = fork()) ==0 )
            break;
    }
    if(pid<0)
    {
        perror("fork()");
        exit(1);
    }
    else if(pid > 0)
    {
        sleep(3);
        printf("[%d] Parent process if working!\n",getpid());
    }
    else
    {
        sleep(i);
        printf("[%d] Child process if working!\n",getpid(),i+1);
    }
    return 0;
}

 

6.在 fork 之前以写的方式创建了一个文件 test.txt。然后 fork 出的子进程立即向文件中写入“world”，然后睡眠5秒。而父进程在 fork 后睡眠3秒后向 test.txt 写入 "hello"，并关闭描述符。子进程恢复后，又向 test.txt 文件中写入 "lalala"后关闭描述符，结束。

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    int fd = open("test.txt",O_WRONLY | O_CREAT,0664);
    if (fd == -1){
        perror("open");
        return 1;
    }
    printf("I'm father\n");
    printf("before fork\n");
    pid_t pid = fork();
    if (pid > 0){
    sleep(3);
    printf("I'm father; I'm writing test.txt...\n");
    write(fd, "hello", 5);
    close(fd);
    }
    else if (pid ==0){
    printf("I'm child; I'm writing test.txt...\n");
    write(fd, "world", 5);
    sleep(5);
    write(fd, "lalala", 6);
    close(fd);
    }
    else {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    return 0;
}

 

 

 编译forkwrite.c生成.o文件并且运行生成的文件

 

7.分别在主函数中使用execvp 启动 ls 命令以及使用 fork 函数产生子进程调用 execvp 启动 ls 。

使用execvp启动ls命令代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    char* argv[] = {"ls","-l",NULL};
    if (execvp("ls",argv) == -1){
    perror("exec");
    return 1;
    }
    return 0;
}

 

 

 

 编译execls.c并且运行生成的文件

使用 fork 函数产生子进程调用 execvp 启动 ls :
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    char* argv[] = {"ls","-l",NULL};
    pid_t pid = fork();
    if (pid > 0){
        printf("I'm father\n");
    }
    else if (pid == 0) {
        printf("I'm child\n");
        if (execvp("ls",argv) == -1){
            perror ("exec");
            return 1;
        }
    }
    else {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    return 0;
}

 

 编译forkandexec.c并且运行生成的文件

 

8.创建5个僵尸进程，并在终端通过 ps axf 命令查看僵尸进程信息。

代码：
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    printf("before fork\n");
    pid_t pid, n = 5;
    while(n--) {
        pid = fork();
        if (pid == 0)
            break;
        else if (pid < 0){
            perror("fork");
            return 1;
        }
    }
    if (pid == 0) {
    printf("hello, I'm child %d; my father is %d\n", getpid(),getppid());
    //getpid()  获取当前进程的pid
    //getppid() 获取当前进程的父进程的pid
    return 0;
    }
    while(1) {
        sleep(3);
        printf("hello, I'm father %d\n", getpid());
    }
    return 0;
}

 

 

 

 

 

 

 创建文件cleanpro并编译运行生成的文件

 

10.父进程通过 waitpid 函数等待特定子进程结束，若该子进程不结束，父进程一直阻塞。

 

代码：
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
void handler(int sig)
{
    pid_t pid;
    while ((pid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG)) > 0)
    {
        printf("wait child sucess : %d\n",pid);
        
    }
}
int main()
{
    signal(SIGCHLD,handler);
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0)
    {
        printf("child1 pid : %d\n",getpid());
        sleep(3);
        exit(1);
    }
    pid_t pid2 = fork();
    if (pid2 == 0)
    {
        printf("child2 pid2 : %d\n",getpid());
        sleep(5);
        exit(2);
    }
    pid_t pid3 = fork();
    if (pid3 == 0)
    {
        printf("child3 pid3 : %d\n",getpid());
        sleep(7);
        exit(3);
    }
    printf("father pid : %d\n",getpid());
    while (1)
    {
        printf("father do self\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}