Linux实验四：进程控制

一、实验目的

1、深入理解进程控制相关概念； 2、掌握守护进程及Linux进程之间的关系； 3、掌握进程控制时常用的函数，如fork, wait, exec, exit等。

二、实验内容

某进程创建一子进程，子进程运行“ls -l”指令。要求父进程先以阻塞方式等待子进程结束，当该子进程正常退出后，父进程再创建新的子进程，反复打印“child2 process is active!”；此时结束父进程，并观察子进程的运行情况。

三、实验环境

虚拟机软件：VMware 16 Pro Linux操作系统版本：CentOS-7-64位

四、参考代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

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

    status=fork();
    if(-1==status){
        perror("Create Child Process 1 error!\n");
        exit(-1);
    }else if(0==status){
        execl("/bin/ls","ls","-1",NULL);
        exit(0);
    }else if(status>0){
        if(status=wait(NULL)){
            status=fork();
            if(-1==status){
                perror("Create Child Process 2 error!\n");
                exit(-1);
            }else if(0==status){
                while(1){
                    printf("Child2 process is active!\n");
                    sleep(5);
                }
            }else if(status>0){
                exit(0);
            }
        }
    }
}

五、实验步骤

步骤1. 编辑源代码test4.c

源代码test4.c内容见上述参考代码。

mkdir test4
cd test4
vim test4.c

这段代码创建两个子进程，第一个子进程执行ls命令，第二个子进程则进入一个无限循环，每隔5秒输出一次消息。

（1）创建子进程1：

• status =fork();：调用fork函数创建一个新的进程。如果成功，fork返回两次：在父进程中返回新子进程的进程ID，在子进程中返回0；如果失败，返回-1。
• 使用perror和exit函数处理创建进程失败的情况。

（2）子进程1执行ls命令：

• 进入子进程1的执行流程，使用execl函数替换当前进程的映像，以便执行/bin/ls命令。
• 如果execl执行失败，使用perror打印错误信息，并调用exit退出子进程1。

（3）等待子进程1完成：

• 在父进程中，使用wait函数等待子进程1的完成。
• 完成后，再次调用fork函数创建子进程2。

（4）创建子进程2：

• 与之前类似，再次调用fork函数创建另一个子进程。

（5）子进程2执行循环任务：

• 在子进程2中，使用无限循环打印信息，并使用sleep函数暂停5秒。

（6）父进程处理：

• 在父进程中，调用exit函数退出程序。

步骤2. 编译源代码test4.c

gcc test4.c -o test4 -g

步骤3. 运行可执行程序test4

./test4

六、实验结果

实验结果如下图，每隔5秒弹出一条消息。

七、实验总结

  Linux进程控制实验是一项非常重要的实验，可以让学生深入了解Linux操作系统中进程的创建、运行和控制。通过这个实验，我学会了如何使用Linux系统调用来创建、终止和等待进程，以及如何使用信号来处理进程间通信和同步。   进程代表一个程序的一次执行过程，是一个动态的概念，涉及程序运行时执行状态和所使用的资源的管理。在进程控制中，进程主要以三种状态出现：就绪、执行和阻塞。Linux系统将进程的执行划分为用户模式和内核模式。当用户执行应用程序或内核以外的其它程序时，进程运行在用户空间；反之，则运行在内核空间。当用户进程需要内核提供功能支持时，可通过中断或系统调用进入内核空间。   在这个实验中，我学会了如何使用fork()系统调用来创建子进程，并了解了子进程与父进程之间的关系。我还学会了如何使用exec()系统调用来在新的进程中执行程序。此外，我还学会了如何使用wait()和waitpid()系统调用来等待子进程完成，并获取子进程的退出状态。   通过这个实验，我不仅深入了解了Linux操作系统中进程的创建、运行和控制，还掌握了Linux系统调用的使用方法。同时，我也体会到了操作系统中进程间通信和同步的重要性。总之，这个实验让我收获颇丰，希望可以在今后的学习和工作中运用所学知识。