实验六 进程基础

项目	内容
这个作业属于哪个课程	<2021春季Linux系统与应用 (南昌航空大学 - 信息工程学院)>
这个作业的要求在哪里	<实验六 进程基础>
学号-姓名	18043101-戴志玲
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系统进程概念

1.请举例说明静态链接库的创建与使用。

ar:建立，修改档案或从档案中抽取成员
ar -r :替换归档文件中已有的文件或加入新文件
ar -t :显示归档文件内容

举例：

//文件名:add.c，加法
int add(int a,int b){
return a+b;
}

//文件名:sub.c，减法
int sub(int a,int b){
return a-b;
}

//文件名:main.c
#include <stdio.h>
int add(int a,int b);
int sub(int a,int b);
int main(){
printf("3 + 1 = %d\n",add(3,1));
printf("3 - 1 = %d\n",sub(3,1));
return 0;
}

2.请举例说明共享库的创建与使用。

开始的目录结构：

//文件名：common.h
#ifndef _COMMON_
#define _COMMON_
int add(int a,int b);
int sub(int a,int b);
#endif

//文件名：add.c
int add(int a,int b){
return a+b;
}

//文件名：sub.c
int sub(int a,int b){
return a-b;
}

//文件名：main.c
#include<stdio.h>
#include"common.h"
int main(){
printf("3+1=%d\n",add(3,1));
printf("3-1=%d\n",sub(3,1));
}

创建共享库：

使用自己的共享库：
方式一：

方式二：

3.编程实现一个简单文件复制命令。

#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; 
}

mycp.c文件复制前:

复制后(test文件)：

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。

///文件名：fork1.c
#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;
}

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; 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; 流涉及终端的时候，通常使用的是行缓冲

5.使用fork创建多个子进程。

#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;
}

用sleep函数来控制进程输出顺序：

#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)
{
printf("[%d] Parent process is working!\n",getpid());
}
else
{
printf("[%d] Child process %d is working!\n",getpid(),i);
}
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 chlid; I'm writing test.txt...\n");
                 write(fd,"world", 5);
                 sleep(5);
                 write(fd, "lalala", 6);
                 close(fd);
        }
        else
        {
                perror("open");
                return 1;
        }
        return 0;
}

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。

(1)使用execvp启动ls命令:

#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;
}

(2)使用fork函数产生子进程调用execvp启动ls命令:

#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;
}

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。

#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;
}

在终端中新建一个窗口，输入：ps axf //显示进程见关联的树状结构图

9.通过wait来清理僵尸进程。

#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/wait.h>
#include<sys/types.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());
                return 0;
        }
        while(1) {
                sleep(3);
                pid = wait(NULL);
                if ( pid ==-1){
                        perror("wait");
                        sleep(10);
                printf(" I'm father %d;I have wiped out all zombies\n",getpid());
                return 1;
        }
                 printf("hello, I'm father %d; child %d exit\n",getpid(),pid);
        }
        return 0;
}

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。

waitpid
(1)函数功能:用来等待某个特定进程的结束
(2)函数原型:
    pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
(3)参数:
    status如果不为空,会把状态信息写到它指向的位置
    options允许改变waitpid的行为,最有用的一个选项是WNOHANG,它的作用是防止waitpid把调用者的执行挂起.
(4)返回值:成功返回等待子进程的pid,失败返回-1

#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;
}