linux进程线程管理实验报告

西安郵電學院

操作系统LINUX实验报告

题目1：进程______

题目2：线程管理__

题目3：互斥_____

院系名称：电子工程学院

专业名称：电子信息工程

班级：0806

学号：04085048

学生姓名：杨旭东

实验一: 进程管理

一．实验目的

通过观察、分析实验现象，深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点，

掌握在POSIX 规范中fork和kill系统调用的功能和使用。

二．实验要求

2.1 实验环境要求

1. 硬件

(1) 主机：Pentium III 以上；

(2) 内存：128MB 以上；

(3) 显示器：VGA 或更高；

(4) 硬盘空间：至少100MB 以上剩余空间。

2. 软件

Linux 操作系统，内核2.4.26 以上，预装有X-Window 、vi、gcc、gdb 和任意web 浏览器。

2.2 实验前的准备工作

学习man 命令的用法，通过它查看fork 和kill 系统调用的在线帮助，并阅读参

考资料，学会fork 与kill 的用法。

复习C 语言的相关内容。

三、实验内容

3.1 补充POSIX 下进程控制的残缺版实验程序

3.2回答下列问题：

1. 你最初认为运行结果会怎么样？

2. 实际的结果什么样？有什么特点？试对产生该现象的原因进行分析。

3. proc_number 这个全局变量在各个子进程里的值相同吗？为什么？

4. kill 命令在程序中使用了几次？每次的作用是什么？执行后的现象是什么？

5. 使用kill 命令可以在进程的外部杀死进程。进程怎样能主动退出？这两种退出方式哪种更好一些？

四、实验结果

4.2回答上述实验内容中的问题

1．预期结果：

会持续输出0-9号进程，直到输入数字键+回车，则会杀死该进程，接下来的输出将不会有该进程号，当输入q+回车，则退出程序。

2．实际结果：

与预期差不多，因输入进程总数20大于设定的最大进程数，因此按进程数10来处理。随机输出0-9号进程，sleep(SLEEP_INTERV AL)，循环输出，直到输入数字键，则会杀死该数字对应的进程，直到输入q退出循环，然后杀死本组所有进程。

分析：每创建一个子进程时，将其pid存储在pid[i]中，i存储在proc_number，然后调用死循环函数do_something()，输出该进程的代号proc_number；

当输入数字键时，主进程会执行kill(pid[ch-'0'],SIGTERM)，从而杀死（ch-‘0’）号进程。当输入q时循环退出，kill(0,SIGTERM)，杀死本组所有进程。程序退出。

3. proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同，因为子进程相互独立，资源互不影响。

4．kill命令在程序中使用了2次：kill(pid[ch-'0'],SIGTERM); kill(0,SIGTERM); 第一次是杀死该进程号pid[ch-‘0’]，执行后接下来的结果中不会有该进程号，用另一个终端打开，使用命令ps aux | grep process，因为子进程先于父进程退出，则被杀死的进程为僵死状态，但我加了行代码wait(&pid[ch-'0'])，就会使该子进程真正结束。

第二次是杀死本组所有进程。即主进程以及它创建的所有子进程。执行后程序退出，进程结束。

5．进程在main函数中return，或调用exit()函数都可以正常退出。

而使用kill命令则是异常退出。

当然是正常退出比较好，若在子进程退出前使用kill命令杀死其父进程，则系统会让init进程接管子进程。当用kill命令使得子进程先于父进程退出时，而父进程又没有调用wait函数等待子进程结束，子进程处于僵死状态，并且会一直保持下去，直到系统重启。子进程处于僵死状态时，内核只保存该进程的必要信息以被父进程所需，此时子进程始终占着资源，同时减少了系统可以创建的最大进程数。

实验二: 线程管理

一．实验目的

通过观察、分析实验现象，深入理解线程及线程在调度执行和内存空间等方面的特点，并掌握线程与进程的区别。掌握在POSIX 规范中pthread_create() 函数的功能和使用方法。

二．实验要求

2.1 实验环境要求

1. 硬件

(1) 主机：Pentium III 以上；

(2) 内存：128MB 以上；

(3) 显示器：VGA 或更高；

(4) 硬盘空间：至少100MB 以上剩余空间。

2. 软件

Linux 操作系统，内核2.4.26 以上，预装有X-Window 、vi、gcc、gdb 和任

意web 浏览器。

2.2 实验前的准备工作

阅读参考资料，了解线程的创建等相关系统调用。

三、实验内容

3.1 补充POSIX 下进程控制的残缺版实验程序

3.2回答下列问题：

1. 你最初认为前三列数会相等吗？最后一列斜杠两边的数字是相等，还是大于或者

小于关系？

2. 最后的结果如你所料吗？有什么特点？试对原因进行分析。

3. thread 的CPU 占用率是多少？为什么会这样？

4. thread_worker()内是死循环，它是怎么退出的？你认为这样退出好吗？

四、实验结果

4.3回答上述实验内容中的问题

1．试验运行前我认为前三列数不会相等，因为三个线程运行次数是随机的，结果不可预料，当然counter[i]值不会一定相等。而我认为main_counter与sum值应该是相等的。因为都是三个线程的counter之和。

2．而实验结果是前三列数确实不相等。不过main_counter与sum的值也不相等，main_counter < sum，经分析讨论得出解释：因为三个线程在共同争取运行thread_worker()函数，比如main_counter初值为0，pthread_id[0]执行之后main_counter+1，此时还未来得及将值赋给main_counter，这时的main_counter 还是0；pthread_id[1]也执行这个函数，main_counter+1，若此时在1号线程将main_counter+1的值还未赋给main_counter，即这时的main_counter还是0，pthread_id[2]也来执行这个函数，main_counter+1，此时三个线程才将加完之后的值赋给main_counter，则main_counter=0+1=1，而真正执行次数sum=0+1+1+1=3。main_counter < sum。

3．thread的CPU占用率在我的机子上执行结果是181，因为三个线程是无限循环