实验6 进程及进程间的通信
●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<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
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","ls","-l",NULL)<0)
{
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","file_creat",argv[1],NULL)<0) perror("execl error!");
}
其中file_creat.c的代码如下：
file_creat.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
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",filename);
exit(EXIT_FAILURE);
}
else
{
printf("create file %s success!\n",filename);
}
}
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<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
pid_t result;
result=fork();
if(result==0)
{
if(execlp("ls","ls","-l",NULL)<0)
{
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<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
pid_t result;
char *arg[]={"ls","-l",NULL};
result=fork();
if(result==0)
{
if(execv("/bin/ls",arg)<0)
{
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：。