实验6 进程及进程间的通信之共享内存

 实验目的：

1、 理解进程的概念

2、 掌握进程复制函数fork的用法 3、 掌握替换进程映像exec函数族

4、 掌握进程间的通信机制，包括：有名管道、无名管道、信

号、共享内存、信号量和消息队列

 实验要求：

熟练使用该节所介绍fork函数、exec函数族、以及进程间通信的相关函数。  实验器材： 软件：

1.安装了Ubunt的vmware虚拟机

硬件：PC机一台

 实验步骤： 1、 用进程相关API 函数编程一个程序，使之产生一个进程

扇：父进程产生一系列子进程，每个子进程打印自己的PID 然后退出。要求父进程最后打印PID。

进程扇process_fan.c参考代码如下：

2、

用进程相关API 函数编写一个程序，使之产生一个进程链：父进程派生一个子进程后，然后打印出自己的PID，然后退出，该子进程继续派生子进程，然后打印PID，然后退出，以此类推。

要求：1) 实现一个父进程要比子进程先打印PID 的版本。（即 打印的PID 一般是递增的）

2 )实现一个子进程要比父进程先打印PID 的版本。（即打印的PID 一般是递减的）

进程链1,process_chain1.c的参考代码如下：

进程链2，process_chain2.c的参考代码如下：

3、 编写程序execl.c，实现父进程打印自己的pid号,子进程调用

execl函数，用可执行程序file_creat替换本进程。注意命令行参数。

参考代码如下： /*execl.c*/

#include #include #include

int main(int argc,char *argv[]) {

/*判断入参有没有传入文件名*/ if(argc<2) {

perror(\"you haven,t input the filename,please try again!\\n\");

exit(EXIT_FAILURE); }

pid_t result; result=fork(); if(result>0) {

printf(“I’m parent,my pid:%d, mysun’s pid %d\\n”,getpid(), result); }

/* 下面代码是调用ls程序, 用可执行程序ls替换本进程 if(result==0) {

printf(“I’m sum process my pid is %d\\n”,getpid()); if(execl(\"/bin/ls\ {

perror(\"execlp error\"); } }*/

/*下面程序调用execl函数，用可执行程序file_creat替换本进程*/

if(result==0) {

printf(“I’m sum process my pid is %d\\n”,getpid());

if(execl(\"./file_creat\ perror(\"execl error!\"); }

}

其中file_creat.c的 代码如下： file_creat.c

#include #include #include #include #include

void create_file(char *filename) {

/*创建的文件具有可读可写的属性*/ if(creat(filename,0666)<0) {

printf(\"create file %s failure!\\n\ exit(EXIT_FAILURE); } else {

printf(\"create file %s success!\\n\ } }

int main(int argc,char *argv[]) {

/*判断入参有没有传入文件名 */ if(argc<2) {

perror(\"you haven't input the filename,please try again!\\n\");

exit(EXIT_FAILURE); }

create_file(argv[1]); exit(EXIT_SUCCESS);

}

代码分析

execl函数会让一个可执行程序运行并替换本进程，那么这个可执行程序就应该有创建一个文件的功能。我们可以用file_creat.c编译产生的可执行文件file_creat来作为该可执行程序。 运行步骤：

1). 编译应用程序execl.c和file_creat.c 命令：gcc execl.c –o execl

gcc file_creat.c –o file_creat

2)运行应用程序可以看到运行程序后，创建了新的文件“file”

3). 总结：

exec函数族会在一个进程中启动另一个程序执行。并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段。在执行完exec函数调用后，原调用进程的内容除了进程号之外，其他全部被新的进程替换了。

4、 execlp函数实例：

/*execlp.c*/

#include #include #include

int main() {

pid_t result; result=fork(); if(result==0) {

if(execlp(\"ls\ {

perror(\"execlp error\"); } } }

代码分析：使用execlp函数可以省略指定 ls的路径，因为ls程序在path路径中。execlp函数会到path路径中找到可执行程序。

5、 execv函数实例 ：

/*execv.c*/

#include #include #include int main() {

pid_t result;

char *arg[]={\"ls\ result=fork(); if(result==0) {

if(execv(\"/bin/ls\ {

perror(\"execlp error\"); } } }

代码分析，execv函数将可执行程序的运行参数放到数组*arg[]中。

6、 无名管道实验：用命令行敲入命令：

farsight@ubuntu-desktop:~$ ls -l | wc -w 运用所学知识，编程实现上述命令的效果。 ls_wc.c的参考代码如下：

7、 用命名管道分别写一个服务器程序和一个客户机程序，客户机的

父进程负责每隔一秒产生一个子进程（形成一个进程扇），而每个子进程则往FIFO写入自己的PID号码以及一条当前的系统时间。服务器负责从该FIFO中读取数据并将之打印到屏幕上。

multprocess.c参考代码如下：

server.c的参考代码如下：

实验分析：管道的阻塞情况分析表如下：