1、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：20143430134一、实习内容1、Linux进程控制调试上面7.1 Linux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$后输入命令：gcc g 7.1.c o 7.1对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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
2、，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$后输入命令：gcc g 7.2.c o 7.2对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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
3、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$后输入命令：gcc g 7.3.c o 7.3对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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$后输入命令：gcc g 7.4.c o 7.4对程
4、序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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$后输入命令：gcc g 7.5.c o 7.5对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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 ”
5、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$后输入命令：gcc g 7.6.c o 7.6对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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
6、序完整的输入之后！保存程序，并退出！二。然后在提示符$后输入命令：gcc g 7.7.c o 7.7对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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$后输入命令：gcc g 7.8.c o 7.8对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着
7、出现的提示符$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$后输入命令：gcc g 7.9.c o 7.9对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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
8、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7.2 Linux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$后输入命令：gcc g 7.9.c o 7.9对程序进行调试！若是没有任何的错误和提醒的话，那么在接着出现的提示符$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
9、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
10、文件覆盖调用程序、撤销当前进程。 清单4-5 pipeline.c/ 定义管道程序# define STD_INPUT 0 / 定义标准输入设备描述符# define STD_OUTPUT 1 / 定义标准输出设备描述符int fd2;main()static char process1=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) int i; whil
11、e (i=fork()=-1); / 创建进程，直到创建成功为止 if (i) close(fd0); / 关闭管道输入描述符 close(STD_OUTPUT); / 关闭标准输出描述符1 dup(fd1); / 指定标准输出描述符1为管道写指针 close(fd1); / 关闭原始管道写指针execl(process1, process1, 0); / 用程序father覆盖当前程序 printf( father failed.n); / execl()执行失败 else close(fd1); / 关闭管道输出描述符 close(STD_INPUT); / 关闭标准输入描述符0 dup(
12、fd0); / 指定标准输入描述符0为管道读指针 close(fd0); / 关闭原始管道读指针 execl(process2,process2,0); / 用程序child覆盖当前程序 printf(child failed.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4-6 father.c main() static char string = “Parent is
13、using pipe write.” ; int len; 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4-7 child.c main() char output30 ; read (0, outpu
14、t, 30) ; /* 从管道中读数据并存入output中 */ printf(“%s n child, child. n” , output) ; return(0) ; 步骤4：编译。cc o child child.ccc -o father father.ccc -o pipeline pipeline.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
15、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Li
16、nux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
17、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
18、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3-5 ps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
19、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 -u userid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PIDTTYTIMECMD?2367?pts/0?00:00:00Bash?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UIDPIDPPIDCSTIMET
20、TYTIMECMD?root?2937?29350?18:15pts/0?00:00:00bash?root?30032937?018:34?pts/0?00:00:00?ps -fps -f命令输出的各栏标题见表3-8所示。表3-8 ps -f栏标题值描述UID初始化进程的用户IDPID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。
21、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 man ps命令，可以打开Linux用户命令手册，了解ps命令的用法，输入w
22、q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
23、麻将”游戏。b. 在当前的终端窗口中，执行命令：ps e | grep mahjongg (“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 l mahjongg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 | grep mahjongg命令比pgrep l mahjongg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，
24、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
25、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bash shell中输入命令csh，打开一个C shell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sleep l000&，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
26、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 (C shell) 的子进程？ _是，sleep 1000 和 ps -f 都是csh (C shell) 的子进程_9) 输入命令 kill -9 退出C shell。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
