Linu并发程序设计实习报告.docx

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Linu并发程序设计实习报告

实习报告：

Linux并发程序设计

学生姓名：

张云龙班级：

12软工A2学号：

一、实习内容

1、Linux进程控制

调试上面7.1Linux进程控制的各程序代码。

1〉示例：

使用系统调用fork（），创建新进程。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.1。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.1.c–o7.1对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.1对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，一个进程有2801个子进程！

2〉示例：

使用系统调用getpid（），获得进程标识符

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.2。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.2.c–o7.2对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.2对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，现在正在运行的进程的ID是2813！

3〉示例：

fork（）创建子进程后，子进程在屏幕上显示子进程标识符与父进程标识符。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.3。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.3.c–o7.3对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.3对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，现在正在运行的进程的ID是2834！

父进程2863个！

4〉使用execl（）系统调用，运行目录列表程序ls。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.4。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.4.c–o7.4对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.4对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实际上是实现了”ls–l”的命令！

5〉功能改用execv（）系统调用完成。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.5。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.5.c–o7.5对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.5对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实际上是实现了”ls–l”的命令！

6〉使用系统调用fork（）与exec，使父子进程运行完全不同的程序。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.6。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.6.c–o7.6对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.6对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实际上是实现了”ls–l”的命令！

7〉使用系统调用exit（），终止进程。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.7。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.7.c–o7.7对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.7对程序进行编译执行！

《三》通过测试，可以很清楚的知道，该程序实现了把进程为18188的程序退出的命令！

8>使用wait（）系统调用，实现父子进程的简单同步。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.8。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.8.c–o7.8对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.8对程序进行编译执行！

《三》。

在等待了大约十秒钟之后，会弹出如下的结果图～

《四》。

通过测试，我很清楚的知道，该程序实际上是实现了进程等待的命令～

9>系统调用sleep（）

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.9。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.9.c–o7.9对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.9对程序进行编译执行！

《三》。

在等待了大约一分钟之后，会弹出如下的结果图～

四》。

通过测试，我很清楚的知道，该程序实际上是实现了子进程开始睡眠，而父进程等待的命令～也就是所谓的程序的挂起！

2、Linux进程通信

调试上面7.2Linux进程通信的各程序代码。

事例：

在父子进程间建立管道，且子进程向父进程输送信息。

《一》在linux中打开vi编辑器，新建一个c程序，名字叫做7.10。

然后将上面的程序代码输入其中！

在将程序完整的输入之后！

保存程序，并退出！

《二》。

然后在提示符$后输入命令：

gcc–g7.9.c–o7.9对程序进行调试！

若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$后输入命令:

./7.9对程序进行编译执行！

并完成并发程序设计的实验内容：

并发程序的设计关键是使用创建进程的系统调用，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，如果程序中没有创建进程的动作则为顺序程序设计。

本实验中的并发程序例子完成两个程序child和father之间的数据传递工作，具体做法分为四步。

步骤1：

编制并发程序pipeline.c。

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为pipeline.c。

在该程序中定义管道和文件描述符，并且创建子进程child。

该程序用到的系统调用有pipe（）、dup（）、fork（）、close、execl（）、exit，它们的功能分别是建立管道、复制文件描述符、创建进程并使子进程与父进程有相同的程序正文、关闭文件描述符、用指定文件覆盖调用程序、撤销当前进程。

清单4-5pipeline.c

//定义管道程序

#defineSTD_INPUT0//定义标准输入设备描述符

#defineSTD_OUTPUT1//定义标准输出设备描述符

intfd[2];

main（）

{

staticcharprocess1[]="father",process2[]="child";

pipe（fd）;//定义管道

pipeline（process1,process2）;//调用自定义函数pipeline（）

exit

（1）;//程序结束

}

pipeline（char*process1,char*process2）

{

inti;

while（（i=fork（））==-1）;//创建进程，直到创建成功为止

if（i）

{

close（fd[0]）;//关闭管道输入描述符

close（STD_OUTPUT）;//关闭标准输出描述符1

dup（fd[1]）;//指定标准输出描述符1为管道写指针

close（fd[1]）;//关闭原始管道写指针

execl（process1,process1,0）;//用程序father覆盖当前程序

printf（"fatherfailed.\n"）;//execl（）执行失败

}

else

{

close（fd[1]）;//关闭管道输出描述符

close（STD_INPUT）;//关闭标准输入描述符0

dup（fd[0]）;//指定标准输入描述符0为管道读指针

close（fd[0]）;//关闭原始管道读指针

execl（process2,process2,0）;//用程序child覆盖当前程序

printf（"childfailed.\n"）;//execl（）执行失败

}

exit

（2）;//程序结束

}

步骤2：

编制“管道写”程序father.c作为父进程的一部分工作。

其内容如下：

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为father.c。

清单4-6father.c

main（）

{

staticcharstring[]=“Parentisusingpipewrite.”;

intlen;

len=sizeof（string）;

write（l,string,len）;/*将string中的内容写入管道中*/

printf（“parent,parent,parent\n\n\n”）;

exit（0）;

}

步骤3：

编制“管道读”程序child.c作为子进程的一部分工作。

其内容如下：

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为child.c。

清单4-7child.c

main（）

{

charoutput[30];

read（0,output,30）;/*从管道中读数据并存入output中*/

printf（“%s\nchild,child.\n”,output）;

return（0）;

}

步骤4：

编译。

cc–ochildchild.c

cc-ofatherfather.c

cc-opipelinepipeline.c

步骤5：

运行。

./pipeline

首先单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中分别键入三个程序。

三个程序的程序名分别为pipeline.c，father.c和child.c。

若运行不成功，则应该用文本编辑器对源程序进行修改调试。

运行显示结果为：

____

________________________________________________________________

3、Linux命令接口管理进程

步骤1：

登录进入GNOME。

在Linux登录框中填写指导老师分配的用户名和口令，登录Linux系统。

步骤2：

访问命令行。

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“系统工具”-“终端”命令，打开“终端”窗口。

步骤3：

回顾系统进程概念。

每个运行的程序都会创建一个进程，进程分配到一个唯一的进程标识符（PID）。

PID被系统用于标识和跟踪进程，直到进程结束。

操作系统内核管理所有进程的初始化和终止。

每一个进程都要求系统资源（例如CPU时间和RAM空间）在其中工作。

当进程启动的时候，操作系统把系统资源分配给每个进程，当进程终止的时候，系统回收这些资源。

在Linux系统启动的时候，首先启动的两个进程是sched（调度）和init（初始化），它们管理着其他进程。

Linux系统中有几种不同类型的进程：

守护进程：

由Linux内核启动的进程，为了特定目的而存在。

例如，lpsched守护进程存在只是为了处理打印作业。

父进程：

派生其他进程的进程是父进程。

一个叫做init的守护进程是第一个调用的进程。

每一个进程，除了init之外，都有一个父进程。

子进程：

由其他进程派生出来的进程叫做子进程。

孤儿进程：

在进程返回输出之前，它的父进程结束了，这样的进程叫做孤儿进程。

僵进程：

子进程没有带着输出返回给父进程。

这样的进程在系统中变成丢失的进程。

使用此前的信息，完成以下填空：

1）Linux系统中，几乎每一个启动的进程，都会由内核分配一个唯一的____进程标识符（PID）____，用于跟踪从进程启动到进程结束。

2）当启动新进程的时候，内核也给它们分配系统资源，如___内存____和__资源______。

3）永远不向父进程返回输出的进程叫做_____僵进程_________。

4）由父进程派生出来的进程叫做________子__________进程。

5）_______父_________进程是一个派生另一个进程的进程。

6）运行用于提供服务的Linux系统进程是____守护进程__________。

7）如果父进程在子进程之前结束，它创建了一个_____孤儿_________进程。

步骤4：

回顾ps命令和信息。

ps命令用于列出当前系统中运行的进程。

如果一个进程耗时太长，或者看上去好像已经终止了，表现为一个终端窗口不再响应或挂起，通常需要使用ps查看系统中的进程。

通过列出进程，可以查看初始化进程的命令或程序的名字，以及所有它派生出来的子进程。

通过多次执行ps命令，查看进程的时间——进程占用的CPU时间，可以检查一个进程是否还在运行。

如果时间小再增长，那么进程可能已经终止了。

如果进程占用太长的时间或者已经停止，可以使用ps命令检查进程的进程ID（PID），然后杀死进程。

ps命令的输出将显示PID号和与其相关的命令或程序。

PID号通常用于终止一个进程。

ps命令（ps[-options]）的3个主要选项如下表所示。

表3-5ps命令选项

ps选项

意义

功能

Ps

无选项

显示当前shell或终端窗口中，当前用户的进程信息

ps–e

每一个

显示系统中每一个进程的信息

ps–f

完全

产生一个完全列表，给出每个进程的所有可用信息

ps-uuserid

用户

显示特定用户的所有进程

基本的ps命令显示在当前shell中的进程信息，用户只能够查看在这个终端窗口中初始化的进程。

输入ps命令，将结果填入表3-6中。

表3-6实验记录

PID

TTY

TIME

CMD

?

2367

?

pts/0

?

00:

00:

00

Bash?

?

3001

?

pts/0

?

00:

00:

00

?

ps

从当前终端窗口中，练习使用给出的每个选项的ps命令。

输入ps-f命令，显示运行在系统中的某个进程的完全信息，填入表3-7中。

表3-7实验记录

UID

PID

PPID

C

STIME

TTY

TIME

CMD

?

root

?

2937

?

2935

0?

?

18:

15

pts/0?

?

00:

00:

00

bash?

?

root

?

3003

2937?

?

0

18:

34?

pts/0?

?

?

00:

00:

00

?

ps-f

ps-f命令输出的各栏标题见表3-8所示。

表3-8ps-f栏标题

值

描述

UID

初始化进程的用户ID

PID

进程的进程标识号。

PID可以用来杀死进程

PPID

进程的父进程标识号

C

进程的优先级

STIME

进程的启动时间

TTY

控制进程终端的终端举型

TIME

进程使用的CPU时间的数量

CMD

命令名守护进程（执行的程序的名字）

步骤5：

列出系统中运行的所有进程。

输入ps-ef命令，显示运行在系统中的各个进程的完全信息。

执行该命令，并与ps–f命令的输出结果对照，一致吗？

有何不同？

_______不一致！

用户类型增加了！

________________________________________

注意分析当前终端窗口中的输出结果：

a.显示了多少个进程？

_____________64______________________________________________________

b.进程ID的PID是什么？

____________进程的进程标识号。

PID可以用来杀死进程_________________________

c.启动进程的命令（CMD）是什么？

________________sched___________________

d.请观察，什么命令的PID号是1？

___________intit________________________________________________________

e.再次运行ps–ef命令，计算进程的数目：

____________________________________________________________________

然后执行下列命令把输出结果输入到wc命令中：

ps-ef|wc-l

第一个数字显示的是行的数目，也是进程的数目：

_________________64___________________________________________________

执行manps命令，可以打开Linux用户命令手册，了解ps命令的用法，输入wq命令可退出用户手册的阅读。

man命令可以执行吗？

结果如何？

___________不可以__________________________________

步骤6：

根据命令名搜索特定的进程。

为了终止一个进程，必须找到该进程的PID。

大多数运行的系统中，有上百个进程在运行，ps-ef的列表可能很长。

如果知道启动进程的执行程序的名字，可以更快地找到PID。

通过把ps命令的输出结果输入到grep中，可以搜索想要终止的特定进程，确定正确的PID。

grep命令可以在其他命令的输出中搜索所有类型的特征字符串。

-l（长的输出）选项将显示和找到的PID相关的进程的名字；-e选项显示PID和初始化命令的名字。

a.单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“游戏”-“堆麻将”命令，打开“堆麻将”游戏。

b.在当前的终端窗口中，执行命令：

ps–e|grepmahjongg

（“堆麻将”游戏的进程名是“mahjongg”），查找和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的所有进程。

c.显示了多少个相关进程？

_____________________2_______________________________________________

d.显示进程中最小的进程ID号是多少？

_______________2818_____________________________________________________

c.在当前终端窗口中执行命令：

pgrep–lmahjongg

查找所有和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的进程。

ps和pgrep命令输出之间有什么不同？

ps–e|grepmahjongg命令比pgrep–lmahjongg命令输出结果多显示了TTY和TIME___________________________

步骤7：

确定一个要终止的进程。

当试图终止一个程序，或者释放一个挂起的终端窗口的时候，杀死和不响应的应用相关的PID可能还是不够的，一般需要杀死那个进程的父进程，在少数情况下，甚至要杀死父进程的父进程。

为了沿着层次结构，从子进程追溯到派生它们的父进程，必须能够查找PID和PPID。

必须首先确定最低级不响应进程的PID。

通常，可以试着去杀死那个进程。

如果这样做不能够停止那个进程，可能需要杀死它的父进程。

杀死父进程将杀死所有它派生的子进程。

杀死一个父进程也比杀死几个子进程快得多。

1）在GNOME当前终端窗口中，输入ps命令。

有多少进程正在运行？

为什么只有这么少的进程？

____有2个进程正在运行。

因为单前只运行bash和ps这两个程序______

2）正在运行的进程的名字是什么？

它表示什么？

__bash和ps。

bash是打开终端后自动启动的程序，ps是当前执行的命令。

_______

3）这个进程的PID是多少？

_____________2836和2868___________________________________

4）在bashshell中输入命令csh，打开一个Cshell会话，当前系统的会话提示符是什么？

______________________~______________________________________________

5）输入ps-f命令，显示在当前shell中运行的进程的所有信息。

现在什么进程正在运行？

________________bash，-sh和ps-f________________

6）bash的PID是-sh（csh）的PPID吗？

_____________________________是_______________________________________

7）输入命令sleepl000&，创建一个进程，把执行挂起1000秒（大约15分钟）。

&表示在后台运行命令，返回shell提示符，这样您可以继续工作。

8）再次输入ps-f命令。

-sh（csh）的PID是sleep命令的PPID吗？

哪个PID是csh（Cshell）的子进程？

________是，sleep1000和ps-f都是csh（Cshell）的子进程___________

9）输入命令kill-9退出Cshell。

然后再次键入ps-f命令。

什么PID是sleep父命令的PPID？

________________________0____________________________________________

sleep进程现在是什么类型的进程？

_____________孤儿进程_____________________________________________

步骤8：

使用kill命令终止一个进程。

信号用于终止、挂起和继续进程。

有时候使用Ctrl+c可以终止一个不响应的进程。

这样向进程发送一个中断（INT）信号，终止它及所有它派生的子进程。

kill命令提供了一个终止不想要的命令进程的直接方法。

当想停止一个运行了很长时间的命令的时候，或者当需要终止一个不能够正常退出的进程的时候，它很有用。

指定PID正常地杀死一个进程。

kill[-signal]process-id

为了使用kill命令终止一个进程，应该首先键入ps找出进程的PID，然后键入kill紧跟着PID。

如果使用kill而没有指定信号，则信号15（SIG