Linux操作系統(tǒng)實訓unit6課案

1、Unit6實習報告：Linux下并發(fā)程序設(shè)計1、完成操作系統(tǒng)原理實驗教材中“3.4管理Linux系統(tǒng)進程”實驗內(nèi)容（P70-77）步驟1 :登錄進入GNOME。在Linux登錄框中填寫指導老師分配的用戶名和口令，登錄Linux系統(tǒng)。步驟2 :訪問命令行。單擊紅帽子，在“ GNOME幫助”菜單中單擊“系統(tǒng)工具” -“終端”命令，打開“終端” 窗口。步驟3 :回顧系統(tǒng)進程概念。每個運行的程序都會創(chuàng)建一個進程，進程分配到一個唯一的進程標識符（PID）。PID被系統(tǒng)用于標識和跟蹤進程，直到進程結(jié)束。操作系統(tǒng)內(nèi)核管理所有進程的初始化和終止。每一個進程都要求系統(tǒng)資源（例如CPU時間和RAM空間）在其中工作

2、。當進程啟動的時候，操作系統(tǒng)把系統(tǒng)資源分配給每個進程，當進程終止的時候，系統(tǒng)回收這些資源。在Linux系統(tǒng)啟動的時候，首先啟動的兩個進程是 sched （調(diào)度）和init （初始化），它們管理著其他進程。 Linux系統(tǒng)中有幾種不同類型的進程：守護進程：由Linux內(nèi)核啟動的進程，為了特定目的而存在。例如， Ipsched守護進程存 在只是為了處理打印作業(yè)。父進程：派生其他進程的進程是父進程。一個叫做in it的守護進程是第一個調(diào)用的進程。 每一個進程，除了 in it之外，都有一個父進程。子進程：由其他進程派生出來的進程叫做子進程。孤兒進程：在進程返回輸出之前，它的父進程結(jié)束了，這樣的進程叫

3、做孤兒進程。僵進程：子進程沒有帶著輸出返回給父進程。這樣的進程在系統(tǒng)中變成丟失的進程。使用此前的信息，完成以下填空：1）Linux系統(tǒng)中，幾乎每一個啟動的進程，都會由內(nèi)核分配一個唯一的PID進程標識符，用于跟蹤從講程啟動到講程結(jié)束。2）當啟動新進程的時候，內(nèi)核也給它們分配系統(tǒng)資源，如_sched和init_ 。3）永遠不向父進程返回輸出的進程叫做僵進程。4）由父進程派生出來的進程叫做 _子進程。5）父進程是一個派生另一個進程的進程。6）運行用于提供服務(wù)的Linux系統(tǒng)進程是守護進程。7）如果父進程在子進程之前結(jié)束，它創(chuàng)建了一個孤兒進程。步驟4 :回顧ps命令和信息。ps命令用于列出當前系統(tǒng)中運

4、行的進程。如果一個進程耗時太長，或者看上去好像已經(jīng)終止了，表現(xiàn)為一個終端窗口不再響應(yīng)或掛起，通常需要使用 ps查看系統(tǒng)中的進程。通過列出進程，可以查看初始化進程的命令或 程序的名字，以及所有它派生出來的子進程。通過多次執(zhí)行ps命令，查看進程的時間一一進程占用的 CPU時間，可以檢查一個進程是否還在運行。如果時間小再增長，那么進程可 能已經(jīng)終止了。如果進程占用太長的時間或者已經(jīng)停止，可以使用ps命令檢查進程的進程ID （PID），然后殺死進程。ps命令的輸出將顯示 PID號和與其相關(guān)的命令或程序。PID號通常用于終止一個進程。ps命令（ps -options）的3個主要選項如下表所示。表3-5

5、ps 命令選項ps選項意義功能Ps無選項顯示當前shell或終端窗口中，當前用戶的講程信息ps -e每一個顯示系統(tǒng)中每一個講程的信息ps -完全產(chǎn)生一個完全列表，給岀每個講程的所有可用信息ps -u userid用戶顯示特定用戶的所有講程基本的ps命令顯示在當前shell中的進程信息，用戶只能夠查看在這個終端窗口中初始 化的進程。輸入ps命令，將結(jié)果填入表 3-6中。表3-6實驗記錄PIDTTYTIMECMD3840pts/000:00:00bash3864pts/000:00:00ps從當前終端窗口中，練習使用給出的每個選項的ps命令。輸入ps -f命令，顯示運行在系統(tǒng)中的某個進程的完全信息

6、，填入表 3-7中。表3-7實驗記錄UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMDroot38403838011:46Pts/000:00:00bashroot38653840011:48Pts/000:00:00Ps -fps -f命令輸出的各欄標題見表3-8所示。表3-8 ps -f 欄標題值描述UID初始化進程的用戶IDPID進程的進程標識號。PID可以用來殺死進程PPID進程的父進程標識號C進程的優(yōu)先級STIME進程的啟動時間TTY控制進程終端的終端舉型TIME進程使用的CPU時間的數(shù)量CMD命令名守護進程（執(zhí)行的程序的名字）步驟5:列出系統(tǒng)中運行的所有進程。輸入ps -ef命令

7、，顯示運行在系統(tǒng)中的各個進程的完全信息。執(zhí)行該命令，并與ps -命令的輸出結(jié)果對照，一致嗎？有何不同？_不一致_，出現(xiàn)整個列表注意分析當前終端窗口中的輸出結(jié)a. 顯示了多少個進程？_61_b. 進程ID的PID是什么？進稈的進稈標識號c. 啟動進程的命令 （CMD）是什么？ 一命令名守護進程d. 請觀察，什么命令的 PID號是1 ？init e.再次運行ps -ef命令，計算進程的數(shù)目：61然后執(zhí)行下列命令把輸出結(jié)果輸入到wc命令中：ps -ef | wc -l第一個數(shù)字顯示的是行的數(shù)目，也是進程的數(shù)目：61執(zhí)行man ps命令，可以打開 Linux用戶命令手冊，了解 ps命令的用法，輸入 w

8、q命令 可退出用戶手冊的閱讀。man命令可以執(zhí)行嗎？結(jié)果如何？可執(zhí)行步驟6 :根據(jù)命令名搜索特定的進程。為了終止一個進程，必須找到該進程的PID。大多數(shù)運行的系統(tǒng)中，有上百個進程在運行，ps -ef的列表可能很長。如果知道啟動進程的執(zhí)行程序的名字，可以更快地找到PID。通過把ps命令的輸出結(jié)果輸入到grep中，可以搜索想要終止的特定進程，確定正確的PID。grep命令可以在其他命令的輸出中搜索所有類型的特征字符串。-1（長的輸出）選項將顯示和找到的PID相關(guān)的進程的名字；-e選項顯示PID和初始化命令的名字。a. 單擊紅帽子，在“ GNOME幫助”菜單中單擊“游戲” -“堆麻將”命令，打開“堆

9、 麻將”游戲。b. 在當前的終端窗口中，執(zhí)行命令：ps -e | grep mahjongg（“堆麻將”游戲的進程名是“mahjongg ”），查找和“堆麻將”游戲調(diào)度守護進程相關(guān)的所有進程。c. 顯示了多少個相關(guān)進程？2d. 顯示進程中最小的進程 ID號是多少？_3904c. 在當前終端窗口中執(zhí)行命令：pgrep -mahj ongg查找所有和“堆麻將”游戲調(diào)度守護進程相關(guān)的進程。ps和pgrep命令輸出之間有什么不同？沒有進程ID步驟7 :確定一個要終止的進程。當試圖終止一個程序， 或者釋放一個掛起的終端窗口的時候，殺死和不響應(yīng)的應(yīng)用相關(guān)的PID可能還是不夠的， 一般需要殺死那個進程的父進

10、程，在少數(shù)情況下，甚至要殺死父進程的父進程。為了沿著層次結(jié)構(gòu)，從子進程追溯到派生它們的父進程，必須能夠查找 PID和PPID必須首先確定最低級不響應(yīng)進程的PID。通常，可以試著去殺死那個進程。如果這樣做不能夠停止那個進程，可能需要殺死它的父進程。殺死父進程將殺死所有它派生的子進程。 殺死一個父進程也比殺死幾個子進程快得多。1）在GNOME當前終端窗口中，輸入 ps命令。有多少進程正在運行？為什么只有這么少的進程？_2,可被殺死2）正在運行的進程的名字是什么？它表示什么？bash, ps3）這個進程的PID是多少？3872,3909_4）在bash shell中輸入命令csh,打開一個C she

11、ll會話，當前系統(tǒng)的會話提示符是什么？5）輸入ps -f命令，顯示在當前 shell中運行的進程的所有信息?，F(xiàn)在什么進程正在運 行？bash, -sh, ps -f6）bash 的 PID 是-sh （csh）的 PPID嗎？是7）輸入命令sleep 1000&，創(chuàng)建一個進程，把執(zhí)行掛起1000秒（大約15分鐘）。&表示在后臺運行命令，返回shell提示符，這樣您可以繼續(xù)工作。8）再次輸入ps -f命令o -sh （csh）的PID是sleep命令的PPID嗎？哪個 PID是csh （C shell） 的子進程？是，3931和39329）輸入命令 kill -9 <csh

12、的PID>退出C shell。然后再次鍵入 ps -f命令。什么PID是sleep 父命令的PPID?1sleep進程現(xiàn)在是什么類型的進程？孤兒步驟8 :使用kill命令終止一個進程。信號用于終止、掛起和繼續(xù)進程。有時候使用Ctrl + c可以終止一個不響應(yīng)的進程。這樣向進程發(fā)送一個中斷（INT）信號，終止它及所有它派生的子進程。kill命令提供了一個終止不想要的命令進程的直接方法。當想停止一個運行了很長時間 的命令的時候，或者當需要終止一個不能夠正常退出的進程的時候，它很有用。指定PID正常地殺死一個進程。kill -sig nal process -id為了使用kill命令終止一個進

13、程，應(yīng)該首先鍵入ps找出進程的PID,然后鍵入kill緊跟著PID。如果使用kill而沒有指定信號，則信號15 （SIGTERM）將被發(fā)送給特定 PID號的進程。 這叫做軟殺死，通常終止了進程。如果可能，最好軟殺死進程，這樣它可以正確地關(guān)閉文件， 溫和地終止進程。如果需要強制終止一個進程，可以使用帶-9選項的kill命令。這個選項叫做強制殺死，當shell對所有其他終止信號都不響應(yīng)的時候，需要使用它來殺死shell okill -9 process -id注意：對于shell之外的進程，把kill -9 （SIGKILL）作為最后的選項，因為它是一種生硬 的方法，不允許正確的進程終止。a. 輸

14、入命令ps -，顯示在當前shell中運行的進程的完整信息。現(xiàn)在什么進程正在運 行？_bash, sleep 1000.ps -fb. 因為sleep進程現(xiàn)在是一個孤兒進程，已經(jīng)被 init進程（PID #l）收養(yǎng)，輸入命令，對 sleep的PID執(zhí)行軟殺死。如果sleep已經(jīng)終止（超過15分鐘），則重復步驟7中的8）、9）操 作，然后軟殺死sleep程序。再次輸入 ps -f命令。現(xiàn)在什么進程正在運行？bash.ps 步驟9 :按照用戶查找和終止一個進程。ps命令可以帶-u （用戶）選項使用，查找指定用戶的進程。這個命令比ps-ef使用得更多，因為一般只能夠管理屬于自己的進程。我們可以通過用

15、戶登錄名或者 UID號來查找用戶的進程。用戶只能夠終止自己的進程，但是超級用戶可以終止系統(tǒng)中所有運行的進程。ps -u login-ID 或 UID1）啟動計算器和“堆麻將”游戲GNOME應(yīng)用程序。2）使用帶-u選項的ps命令，查找以登錄ID （例如，userX）或者數(shù)字UID （例如，1004）運行的所有進程。計算器應(yīng)用程序的PID是什么？_39413）使用軟殺死終止計算器應(yīng)用程序，“堆麻將”是否仍然在桌面上運行？是 4）使用ps -u命令組合grep，查找“堆麻將”程序的 PID號，而不是使用ps -u查找整 個列表。您使用什么命令？提示：猜猜“堆麻將”程序的命令名中可能有哪個字母，使用g

16、rep搜索那些字母。ps -u root|grep kmahjonng5) 終止“堆麻將”程序。它是否還在桌面上運行?buzai6) 退出 C shell。步驟10 :刪除所有在本實驗中創(chuàng)建的文件和目錄。2、完成操作系統(tǒng)原理實驗教材中“4.3 Linux并發(fā)程序設(shè)計”實驗內(nèi)容(P101-105)步驟1:編制并發(fā)程序pipeline.c。單擊紅帽子，在“ GNOME幫助”菜單中單擊“附件”-“文本編輯器”命令，在文本編 輯中鍵入程序并保存為pipeline.c。在該程序中定義管道和文件描述符，并且創(chuàng)建子進程child。該程序用到的系統(tǒng)調(diào)用有pipe()、dup()、fork()、close、ex

17、ecl()、exit，它們的功能分別是建立管道、復制文件描述 符、創(chuàng)建進程并使子進程與父進程有相同的程序正文、關(guān)閉文件描述符、用指定文件覆蓋調(diào)用程序、撤銷當前進程。清單 4-5 pipeline.c/定義管道程序# define STD_INPUT 0/定義標準輸入設(shè)備描述符# define STD_OUTPUT 1/定義標準輸出設(shè)備描述符int fd2;main()static char process1="father",process2="child"pipe(fd);/定義管道pipeline(process1,process2);/調(diào)用自定義函

18、數(shù)pipeline()exit(1);/程序結(jié)束pipeline(char* process1,char* process2) int i;while (i=fork()=-1);if (i) close(fd0); close(STD_OUTPUT); / dup(fd1);close(fd1); execl(process1, process1,0); printf(" father failed.'n"); else close(fd1); close(STD_INPUT); dup(fd0); close(fd0); execl(process2,proce

19、ss2,0); printf("child failed.'n"); exit(2);步驟2 :編制“管道寫”程序 單擊紅帽子，在/創(chuàng)建進程，直到創(chuàng)建成功為止/關(guān)閉管道輸入描述符 關(guān)閉標準輸出描述符1/指定標準輸出描述符1為管道寫指針/關(guān)閉原始管道寫指針/用程序father覆蓋當前程序/ execl()執(zhí)行失敗father.c作為父進程的GNOME幫助”菜單中單擊“附件”/關(guān)閉管道輸出描述符/關(guān)閉標準輸入描述符 0/指定標準輸入描述符 0為管道讀指針/關(guān)閉原始管道讀指針/用程序child覆蓋當前程序/ execl()執(zhí)行失敗/程序結(jié)束部分工作。其內(nèi)容如下：-“文本編

20、輯器”命令，在文本編輯中鍵入程序并保存為father.c。清單 4-6 father.cmain()static char string=int len;len = sizeof(string); write(l, string, len); printf( “ parent, parent exit(0);Parent is using pipe write.;/*將string中的內(nèi)容寫入管道中*/n );步驟3 :編制“管道讀”程序child.c作為子進程的一部分工作。其內(nèi)容如下:單擊紅帽子，在“ GNOME幫助”菜單中單擊“附件”-“文本編輯器”命令，在文本編 輯中鍵入程序并保存為ch

21、ild.c。清單 4-7 child.cmain()char output30;read (0, output, 30) ;/*從管道中讀數(shù)據(jù)并存入output中*/printf( “ %sn” , output);return(0);步驟4 :編譯。cc -o child child.ccc -o father father.ccc -o pipeli ne pipeli ne.c步驟5 :運行。./pipeli ne若運行不成功，則應(yīng)該用文本編輯器對源程序進行修改調(diào)試。運行顯示結(jié)果為：Parent is using pipe writeChild.child,父進程為歌詞顯示。3、結(jié)合揚聲

22、器編程，設(shè)計并實現(xiàn)兩個進程并發(fā)，子進程為揚聲器唱歌, 要求：子進程每唱一句，父進程顯示一句歌詞。sin g.c# inc Lude<fcnt L h># inclnde< s td io# inc lude<s td 1 ib .h># inc lude<s t r inp .h># inc I tide un i s td .h># inc 1ude<sys/ ioct 1 ,h># inc lude<sys/type s.h># includcIinux/kd.h>#def ine STD.IbPlJT 0#de

23、f ine STDJLTPUr 1int fd2:im i n< >1ta t i c clur pro I * chi Id* ,pro2 J =* fa tberv: pipet fd);pipe 1ine( pro J F p r o3)；ex it( 1);pipe line1 hir*proI , k. r*pro2)Ii n 1 i ；uh i Ief ( i= fork()=-1):iff i)(c lo&e( fdO)：clost?( sTb ti.Hvi.tr):dupCfdl>close f fd 1 ) iexec I(prol»pro

24、fo):pr ini f(T fa (her Fa i led An')；|/ll a IH L J I U I ait H lUIHItUb 111 丄*c 1 secloset fd1> ；close(STDJKPUT):dup(fdO): close(fdo)； cxe cl< pro2 »pro2 + U): printfCchild failed An*);IeKil(2)：father.c# inc lude<fcn Lli>#include<stdio»h>0 inc lude<itdIib.h># in

25、c ludest r ing.h># i nc 1 vide <un isid .h>#include<sys/ioc 11.h># inc Iude<sys/1 ypt? s child.c# i nc J udc f cn t I h#unc Jude id io.h>ffmclude<sldlib.h>#imclu<le<sl:r ingrh># inc Jude <un i s td uh># inc ludc <sys/ iur LI .Ji>Vine!iide<sys/Lpes .

26、h>甬 i r> 百 I < | i nu3( ? kd ° hin 1 rmant jrgrfrchar *argv>Imi conic It _fdiin | i:mi 口-S59F7A4+ABD,523f5K7,£23.5A7,659f7»4*659 +S«7.5£7f587,587+654.587,523,5240252S.SS7J；別一SB7£9.5S7F659F7&4.5S7；mi tiiJ-50Clr250.250.750F25flP37Srl25.250P125F2S. 10(X1.250.250,2511,125