西华大学:Linux编程基础——fork()

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Linux编程基础——fork()

(2009-11-28 17:05:56)转载 标签:

pid

cpu

after

就绪状态

if

it

1、子进程对存储空间的复制

(1) 使用文本编辑器输入源程序

输入如下源程序:

#include

#include

#include

int main(void)

{

int x, i;

printf("Input a initial value for i: ");

scanf("%d", &i);

while((x=fork())==-1);//创建一个子进程,止到创建成功

if(x==0)

{

printf("When child runs, i=%d\n", i);

printf("Input a value in child: ");

scanf("%d", &i);

printf("i=%d\n", i);

}

else

{

wait();

printf("After child runs, in parent, i=%d\n", i);

}

}

(2) 预测程序的执行结果

阅读程序,根据自己的理解,预期程序执行后的结果。

运行结果为:

Input a initial value for i:4

When child runs,i=4

Input a value in child:2

i=2;

Agter child runs,in parent,i=4

(3) 实际执行结果分析

编译生成执行文件,执行后记录结果,说明与预期的结果是否一致。分析为什么是这样的结果。

运行结果为:

Input a initial value for i:4

When child runs,i=4

Input a value in child:2

i=2;

Agter child runs,in parent,i=4

结果分析:

父进程执行,输出Input a initial value for i:后IO中断,释放CPU,父进程进入阻塞状态,输入4完成后,父进程由阻塞状态,得到CPU后再次进入执行状态。执行while((x=fork())==-1);后,父进程创建一子进程,子进程复制了父进程的资源,成为独立于父进程的一个进程,并且子进程的fork()返回值为0,父进程的fork()返回值为刚创建的子进程号。系统先运行子进程,子进程的pid=fork()=0,进入if(pid==0)下的分支,进入该分支后,因出现IO中断,子进程释放CPU,进入阻塞状态,处于就绪状态的父进程得到CPU继续执行,因pid=fork()=子进程号,进入else分支,遇到wait()父进程释放CPU让子进程先执行完后再执行。

2、父子进程执行过程分析

(1) 按照给定框架编程

按照如下程序框架,完成源程序编写:

#include

#include

#include

int main(void)

{

// ①

Int pid=fork();

// ②

if(pid==0)

{

sleep(3);

printf("Child: pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());

}

else

{

printf("Parent: Child=%d, pid=%d, ppid=%d\n", pid, getpid(), getppid());

wait();

printf("After Child ends.\n");

}

printf("In which process?\n"); // ③

}

(2) 预测程序的执行结果

阅读程序,根据自己的理解,预期程序执行后的结果。

(3) 实际执行结果分析

编译生成执行文件,执行后记录结果,说明与预期的结果是否一致。分析为什么是这样的结果。

执行结果:

ParentLChild=12842,pid=12841,ppid=12811

Child:pid=12842,ppid=12841

In which process?

After Child ends.

In which process?

分析:

父进程执行,遇到fork()时,父进程创建一子进程,子进程复制了父进程的资源,成为独立于父进程的一个进程,并且子进程的fork()返回值为0,父进程的fork()返回值为刚创建的子进程号。系统先运行子进程,子进程的pid=fork()=0,进入if(pid==0)下的分支,进入该分支后,sleep(3);使子进程进入睡眠状态,释放CPU,此时处于就绪状态的父进程得到CPU进入执行状态,pid=fork()=子进程号,父进程进入else下的分支,输出子进程号12842、自身进程号12841,自身分进程号12811.之后执行wait(),父进程释放CPU让子进程先执行完。子进程此时还在睡眠状态,输出屏幕上会等待一会儿,即等待子进程醒来,之后输出子进程号12842、父进程号12841,最后子进程输出“In which process?”。子进程执行完成释放CPU,父进程获得CPU继续执行,输出“After Child ends.”,然后输出“In which process?”,父进程结束。

(4) 修改程序并分析执行结果

把程序框架中最后一句输出语句(位置③处)分别移至位置①和②处,预期输出结果是什么?实际执行结果如何?分析原因。

#include

#include

#include

int main(void)

{

printf("A In which process?\n");

Int pid=fork();

printf("B In which process?\n");

if(pid==0)

{

sleep(3);

printf("Child: pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());

}

else

{

printf("Parent: Child=%d, pid=%d, ppid=%d\n", pid, getpid(), getppid());

wait();

printf("After Child ends.\n");

}

}

运行结果:

A In which process?

B In which process?

Parent:Child=12915,pid=12914,ppid=12811

B In which process?

Child:pid=12915,ppid=12914

After Child ends.

分析:

当前进程执行,输出“A In which process?”,然后遇到fork(),父进程,即当前进程,创建一子进程,子进程复制了父进程的资源,成为独立于父进程的一个进程,并且子进程的fork()返回值为0,父进程的fork()返回值为刚创建的子进程号。系统先运行子进程,输出“B In which process?”,之后子进程的pid=fork()=0,进入if(pid==0)下的分支,进入该分支后,sleep(3);使子进程进入睡眠状态,释放CPU,此时处于就绪状态的父进程得到CPU进入执行状态,输出“B In which process?”pid=fork()=子进程号,父进程进入else下的分支,输出子进程号12815、自身进程号12814,自身分进程号12811.之后执行wait(),父进程释放CPU让子进程先执行完。子进程此时还在睡眠状态,输出屏幕上会等待一会儿,即等待子进程醒来,之后输出子进程号12815、父进程号12841。子进程执行完成释放CPU,父进程获得CPU继续执行,输出“After Child ends.”,父进程结束。

(5) 修改程序验证父子进程关系

修改程序,使父进程先执行完成,验证子进程是否会一起终止?如果不是,前后子进程的父进程号是否变化?记录并分析结果。

#include

#include

#include

int main(void)

{

printf("A In which process?\n");

Int pid=fork();

printf("B In which process?\n");

if(pid==0)

{

sleep(3);

printf("Child: pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());

}

else

{

printf("Parent: Child=%d, pid=%d, ppid=%d\n", pid, getpid(), getppid());

printf("After Child ends.\n");

}

}

程序修改:将else里的wait();语句去掉,即可保证父进程先于子进程执行完。

执行结果:

A In which process?

B In which process?

B In which process?

Parent: Child=12924,pid=12923,ppid=12811

After Child ends.

[root@localhost root]# Child:pid=12924,ppid=1

分析:

当前进程执行,输出“A In which process?”,然后遇到fork(),父进程,即当前进程,创建一子进程,子进程复制了父进程的资源,成为独立于父进程的一个进程,并且子进程的fork()返回值为0,父进程的fork()返回值为刚创建的子进程号。系统先运行子进程,输出“B In which process?”,之后子进程的pid=fork()=0,进入if(pid==0)下的分支,进入该分支后,sleep(3);使子进程进入睡眠状态,释放CPU,此时处于就绪状态的父进程得到CPU进入执行状态,输出“B In which process?”pid=fork()=子进程号,父进程进入else下的分支,输出子进程号12824、自身进程号12823,自身分进程号12811.,然后输出“After Child ends.”,父进程执行完,释放CPU,并把子进程抛给了最底层系统进程,进程号为1。子进程此时还在睡眠状态,进程号为1的父进程得到CPU后执行,输出“[root@localhost root]#”,提示用户输入命令,此时发生IO中断,进程号为1的父进程释放CPU。此时子进程醒来,之后输出子进程号12924、父进程号1。子进程执行完成释放CPU,父进程获得CPU继续执行,父进程结束。