《Linux 操作系统设计实践》实验一：进程管理
实验目的：
（1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
（2）进一步认识并发执行的实质。
（3）学习通过进程执行新的目标程序的方法。
（4）了解Linux 系统中进程信号处理的基本原理。
实验环境：Red Hat Linux
实验内容：（1）进程的创建
编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程，当此进程运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动，让每一个进
程在屏幕上显示一个字符，父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”，试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原
因。
程序代码：
#include<stdio.h>
int main()
{
int p1 ,p2 ;
while((p1=fork())==-1);
if(p1==0)
putchar('b');
else
{
while((p2=fork())==-1);
if(p2==0)
putchar('c');
else
putchar('a');
return 0;
}
运行结果：bca
分析：第一个while里调用fork() 函数一次，返回两次。
子进程P1得到的返回值是0，父进程得到的返回值是新子进程的进程ID（正整数）；接下来父进程和子进程P1两个分支运行，判断P1==0，子进程P1符合条件，输出“b”；接下来else里面的while里再调用fork()函数一次，子进程P2得到的返回值是0，父进程得到的返回值是新子进程的进程ID（正整数）；接下来判断P2==0,子进程P2符合条件，输出“c”，接下来父进程输出“a”，程序结束。
（2）进程的控制
①修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。
程序代码：
#include<stdio.h>
int main()
{
int p1,p2；
while((p1=fork())==-1);
if(p1==0)
printf("Child1 is running!\n");
else
{
while((p2=fork())==-1);
if(p2==0)
printf("Child2 is running!\n");
else
printf("Father is running!\n");
}
return 0;
运行结果：Child1 is running!
Child2 is running!
Father is running!
分析：本实验和上一个实验一样，只是将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话。
第一个while里调用fork() 函数一次，返回两次。
子进程P1得到的返回值是0，父进程得到的返回值是新子进程的进程ID（正整数）；接下来父进程和子进程P1两个分支运行，判断P1==0，子进程P1符合条件，输出“Child1 is running!”；接下来else里面的while里再调用fork()函数一次，子进程P2得到的返回值是0，父进程得到的返回值是新子进程的进程ID（正整数）；接下来判断P2==0,子进程P2符合条件，输出“Child2 is running!”，接下来父进程输出“Father is running!”，程序结束。
②创建进程，使用exec 函数族使子进程执行新的目标程序，观察并分析出现的现象。
程序代码：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("===system call execl testing ===\n");
execlp("date","date",0);
printf("exec error !\n");
return 0;
}
运行结果：===system call execl testing ===
五11月 4 22:23:51 CST 2011
分析：创建了进程，使用exec 函数族使子进程执行新的目标程序，输出结果为目标程序的输出。
（3）进程信号处理
编写程序使用系统调用fork（）创建两个子进程，再用系统调用singal（）让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Ctrl+c键）；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用Kill（）向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：
Child Process11 is Killed by Parent!
Child Process12 is Killed by Parent!
父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：Parent Process is Killed!
观察并分析出现的现象。
程序代码：
#include<stdio.h>
#include<signal.h>
int wait_mark;
void waiting()
{
while(wait_mark==1);
}
void stop()
{
wait_mark=0;
}
int main()
{
int p1,p2;
while((p1=fork())==-1);
if(p1==0)
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,SIG_IGN);
signal(16,stop);
waiting();
printf("Child Process11 is Killed by Parent!\n"); exit(0);
}
else
{
while((p2=fork())==-1);
if(p2==0)
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,SIG_IGN);
signal(17,stop);
waiting();
printf("Child Process12 is Killed by Parent!\n"); exit(0);
}
else
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);
waiting();
kill(p1,16);
kill(p2,17);
wait(0);
wait(0);
printf("Parent Process is Killed!\n");
exit(0);
}
}
}
运行结果：Child Process12 is Killed by Parent!
Child Process11 is Killed by Parent!
Parent Process is Killed!
分析：程序开始调用fork（）函数创建两个子进程，初始时两个子进程处于等待状态，再调用singal（）函数让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Ctrl+c键）；当父进程捕捉到从键盘上传来的中断信号后，父进程调用Kill（）函数向两个子进程发出信号，该信号的作用是让子进程从等待状态转为执行状态，子进程捕捉到该信号后分别执行各自的程序，输出下列信息后终止（子进程的输出先后具有随机性）：
Child Process12 is Killed by Parent!
Child Process11 is Killed by Parent!
两个子进程执行完成后，父进程收到相应信号后，执行程序，输出如下的信息：
Parent Process is Killed!
程序结束。