操作系统实验——进程创建与进程间通信
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实验报告在和代码在文章底部
实验目的
- 理解PCB以及系统调用的概念。
- 理解进程创建以及进程并发执行的过程。
- 掌握fork系统调用和exec系统调用的用法。
- 掌握使用fork创建多个子进程以及进程树的方法。
- 了解进程间通信的常用方法。
实验内容
一、创建进程树
编写程序创建进程树如图1和图2所示，在每个进程中显示当前进程标识getpid()和父进程标识getppid()。
实验分析：
创建流程是先由a创建b进程，b进程创建c进程，c进程创建d进程
代码如下：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include <unistd.h> #include<sys/wait.h> #include<sys/types.h> int main() { pid_t pida,pidb,pidc,pidd; while((pidb=fork())==-1); if(pidb>0) { wait(0); printf("Apid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); } else //p { while((pidc=fork())==-1); if(pidc>0) { wait(0); printf("Bpid=%d,pidd=%d\n",getpid(),getppid()); } else //p { while((pidd=fork())==-1); if(pidd >0) //p2 { wait(0); printf("Cpid=%d,pidd=%d\n",getpid(),getppid()); } else //p { printf("Dpid=%d,pidd=%d\n",getpid(),getppid()); } } } }
运行结果：
同样的思路，图二中的创建流程为：
由父进程a同时建立b，c子进程，再由b进程创建d子进程，c子进程再创建e、f子进程
运行结果如下：
二、vfork以及execl的使用
实验要求一：
统计创建的子进程的数量，并在主进程中正确显示
代码如下：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include <unistd.h> #include<sys/wait.h> #include<sys/types.h> #include<string.h> int main(){ signal(SIGCHLD,SIG_IGN); int num = 0; pid_t pid1,pid2,pid3,pid4,pid5; while((pid1 = vfork()) == -1); if(pid1 == 0) { while((pid2=vfork())==-1); if(pid2 == 0) { wait(0); num++; printf("Dpid is %d , Dppid is %d\n",getpid(),getppid()); _exit(0); } else { wait(0); num++; printf("Bpid is %d , Bppid is %d\n",getpid(),getppid()); _exit(0); } } else { while((pid3=vfork())==-1); if(pid3 == 0) { while((pid4=vfork())==-1); if(pid4 == 0) { wait(0); num++; printf("Fpid is %d , Fppid is %d\n",getpid(),getppid()); _exit(0); } else { while((pid5=vfork())==-1); if(pid5 == 0) { wait(0); num++; printf("Epid is %d , Eppid is %d\n",getpid(),getppid()); _exit(0); } else { wait(0); num++; printf("Cpid is %d , Cppid is %d\n",getpid(),getppid()); _exit(0); } } } else { wait(0); printf("Apid is %d , Appid is %d\n",getpid(),getppid()); printf("childnum is %d\n",num); } } }
实验结果：
实验要求二：
创建一个子进程，并在后台运行上述任意一个可执行文件，观察程序的运行结果。
代码如下：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include <unistd.h> #include<sys/wait.h> #include<sys/types.h> #include<string.h> int main(){ pid_t pid1; while((pid1=fork())==-1); if(pid1==0) { wait(0); printf("This is child\n"); } else { printf("This is father\n"); execlp("./test3","5a",NULL); } }
实验结果：
三、创建进程以及进程间通信（管道）的综合运用
实验要求：
主进程输入一个字符串，然后创建两个子进程：一个是发送进程,通过管道向另一个子进程发送一个字符串；另一个是接收进程,该子进程接收字符串后,启动一个后台加密程序对字符串进行加密并输出密文。
提示：需要使用系统调用fork(), execl(),pipe(),wait()/waitpid()
加密代码：
//encrypt.c #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<string.h> int main(int argc,char * argv[]) { int i=0; int len; if(argc<=1) {printf("%d\n",argc);return 0;} char * s =argv[1]; printf("启动后台加密进程,进程号:%d\n",getpid()); len = strlen(s);//取长度 for(i=0;i<len;i++){ if((s[i]>64 && s[i]<91) || (s[i]>96 && s[i]<123)){ //字符串加密 if(s[i]=='z') s[i]='A'; else if(s[i]=='Z') s[i]='a'; else s[i] = s[i] + 1; } else s[i] = s[i]; } printf("加密后:%s\n",s); return 1; }
具体代码：
见底部文件
实验结果：
