重庆大学操作系统实验1

基础知识介绍 线程编程基础知识
pthread_create函数用来创建一个线程，它的原型为： int pthread_create ( pthread_t *tidp, pthread_attr_t *attr， void*(*start_routine) (void *)， void *arg ); 参数1：指向线程标识符的指针。 参数2：用来设置线程属性，若为NULL，则用默认属性。 参数3：新线程运行函数的起始地址。 参数4：运行函数的参数。 正确返回：0。线程标识存放在thread中 错误返回：非0的错误代码。
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进程终止 1）进程正常结束 在进程执行期间调用exit系统调用。 2）进程的异常结束 在进程运行期间，由于出现错误或故障而被迫结束。 exit系统调用 格式：void exit（status） 参数status是调用进程终止时传递给父进程的值。如果调用进程 还有子进程，则将其所用子进程的父进程改为1号进程。
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exec系统调用

用fork函数创建子进程后，子进程往往要调用一种exec函数以执 行另一个程序。 当进程调用一种exec函数时，该进程完全由新程序代换，而新程 序则从其main函数开始执行。 因为调用exec并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。 exec只是用另一个新程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈 段。
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1.线程标识 就像每个进程都有一个进程ID一样，每个线程也有一个线程ID， 但线程ID只在它所属的进程环境中有效。 定义方法为：pthread_t id; 2.线程创建 1）pthread库 Linux下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。pthread是 一套用户级线程库,具有很好的移植性。但在linux上实现时,却使用了内 核级线程来完成,这样提高的线程的并发性。 Linux下的多线程程序， 需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库pthread。
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pthread_join 函数用来等待一个线程的结束，函数原型为： int pthread_join ( pthread_t th, void** thread_return ); 参数1：为等待终止的子线程标识符。 参数2：用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。 这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待 到被等待的线程结束为止。
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进程创建的时机

用户登录：为用户创建一个进程。 作业调度：将作业装入内存，分配资源，创建进程。


提供服务：服务于某种服务请求，创建一系列的后台服务进程。
应用请求：由应用进程本身创建，让子进程和自己并发运行。
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进程的创建过程：

5号进程执行一个用户编写的可执行文件 每个进程输出自己的进程ID和父进程的进程ID，观察分析， 并画出程序的进程树结构。
学号为偶数同学完成
实验要求
1.按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并 分析实验结果。 2.比较进程退出的不同方式之间的区别。 3.了解fork、exec、exit、wait等系统调用的用法和原理。 4.掌握多线程创建最常用的三个函数pthread_create， pthread_join 和 pthread_exit 的用法。 5.根据实际完成内容写实验报告，在报告中记录实验过程中遇到 的问题和针对问题的解决方案。 6.提交形式：压缩包，包含源码和实验报告。实验报告和压缩包 命名都为：班号+学号+姓名+实验1。例：01+20151234+王小二+实 验1。不接收命名错误的实验报告。提交至sakai。（01 郭平，02 石亮，03 石锐，04 何静媛）



有六种不同的exec函数，它们被统称为exec函数。
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execl (const char * filepath, const char* arg1, char* arg2......) execv (const char* filepath,char* argv[]) execle(const char*filepath,const char*arg1,const char*arg2,....., char* cons envp[]) execve (const char* filepath,char*argv[],char* const envp[]) execlp(const char *filename, const char *arg1, const char *arg2.....) execvp (const char * filename, char* argv[])
实验目的



加深对进程概念的理解，明确进程与线程的区别。 掌握Linux进程创建和撤销的方法，进一步认识并发执行的实 质。 了解多线程的程序设计方法。
实验内容-多进程和多线程
进程创建关系如图所示 1号进程创建2，3号两个进程 2号进程创建两个线程Thread1，Thread2

1
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使用系统调用fork()进行进程的创建。 子进程是父进程的映像，子进程除了进程的状态、标识
和与时间有关的控制项外，其余都与父进程相同。
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fork系Βιβλιοθήκη Baidu调用 当进程调用fork创建子进程后，根据fork的返回值来判断：当 前执行的是父进程的程序段还是子进程的程序段。 返回值： 等于0，当前进程是子进程。 大于0，当前进程是父进程，返回值是子进程的ID。 等于-1，创建失败。 格式：int pid_t fork(void); 头文件：#include<sys/types.h> //提供pid_t的定义 #include<unistd.h>
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当一个程序中调用fork函数后，内核会完成如下工作：
内核系统分配新的内存块和内核数据结构。 复制原来的进程到新的进程。


向运行进程集添加新的进程。
将进程号返回给两个进程。
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1. 父进程为什么要创建子进程？ 多用户操作系统、竞争资源、创建子进程争夺资源、父子进程 一起从fork处继续执行。 2.父进程创建子进程后，子进程能不能执行不同的程序？ 答案是可以的，这种情况下，子进程从fork返回后要立即调 用exec系统调用来实现。 3.怎样才能使父进程在子进程结束之后才执行？ 调用wait系统调用来实现父子进程同步执行。

取空白PCB，生成惟一的进程标识号。 为新进程分配必要的资源（包括程序段、数据段、栈段）。


初始化PCB。
将新进程的PCB插入就绪队列。
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Linux中进程的创建
Linux启动在内核态，在系统初始化结束时，初始进程启 动一个核心进程（称为init），除了init进程外，Linux 中的所有进程都是由其他进程创建的。
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pthread_exit函数用来终止线程，函数原型为： void pthread_exit ( void *_retval )；
唯一的参数是函数的返回代码.
只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL， 这个值将被传递给thread_return。
实验1 多线程和多进程的管理
目录

基础知识介绍

进程编程基础知识 线程编程基础知识

实验目的 实验内容

实验要求
基础知识介绍 进程编程基础知识

进程标识符：每个进程都有一个非负整型表示的唯一进程ID，除 了进程ID，每个进程还有一些其他的标识符。可通过下列函数来 返回。 pid_t getpid(void); //返回调用进程的进程ID pid_t getppid(void); //返回调用进程的父进程ID uid_t getuid(void); //返回调用进程的实际用户ID uid_t geteuid(void); //返回调用进程的有效用户ID gid_t getgid(void); //返回调用进程的实际组ID gid_t getegid(void); //返回调用进程的有效组ID

学号为奇数同学完成
实验内容-多进程和多线程
进程创建关系如图所示 1号进程创建2，3号两个进程 2号进程执行系统命令，ls，ps，cp等 3号进程创建4，5号两个进程 4号进程创建两个线程Thread1，Thread2

1
2 4 3 5
Thread1：求（1~n）之间的素数 Thread2：生成Fibonacci序列
Thread1：求（1~n）之间的素数 Thread2：生成Fibonacci序列

4 5 3号进程创建4，5号两个进程 4号进程执行系统命令，ls，ps，cp等 5号进程执行一个用户编写的可执行文件 每个进程输出自己的进程ID和父进程的进程ID，观察分析， 并画出程序的进程树结构。
gcc example.c -lpthread -o example
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2）pthread系统调用 pthread_create()：创建一个线程。 pthread_join()：阻塞当前的线程，直到另外一个线程运行结束。 pthread_exit()：终止当前线程。 pthread_cancel()：中断另外一个线程的运行。 pthread_attr_init()：初始化线程的属性。 pthread_attr_setdetachstate()：设置脱离状态的属性（决定这 个线程在终止时是否可以被结合）。 pthread_attr_getdetachstate()：获取脱离状态的属性。 pthread_attr_destroy()：删除线程的属性。 pthread_kill()：向线程发送一个信号。
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wait系统调用 wait函数用于使父进程阻塞，直到一个子进程结束。父进程调用 wait，该父进程可能会： a) 阻塞 b) 带子进程的终止状态立即返回 c) 出错立即返回 格式：pid_t wait(int *status) 参数status是一个指向int类型的指针，用来保存被收集进程退出时的一 些状态。但如果我们对子进程是如何死掉的毫不在意，则pid=wait （NULL）； 头文件：#include<sys/types.h> #include<sys/wait.h >