实验二：进程的初步认识实验
实验学时：2学时 一、
实验目的
(1) 掌握进程的概念
(2) 掌握系统调用
（3）设计程序，实现结果的不可再现性；使用同步原语，实现结果的可再现性 （4）设计程序，对系统的进程数目进行压力测试，对运行时间进行监控 二、实验基本原理 1.简单的系统调用
（1） fork()；当fork()函数返回值为0时，子进程成功创建，以下为子进程作用域 头文件：
#include
#include
pid_t fork( void);
（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include
返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1
函数说明：
一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间。 linux将复制父进程的地址空间内容给子进程，因此，子进程有了独立的地址空间。
fork()在Linux系统中的返回值是没有NULL的. Error Codes
出错返回错误信息如下: EAGAIN
达到进程数上限.
ENOMEM
没有足够空间给一个新进程分配.
（2）syscall(SYS_getpid)；调用系统函数syscall(),返回当前进程号 （3）getpid()；调用系统函数getpid(),返回当前进程号 (4)getppid();获得父进程id号 （5）execl( )；
头文件：#include
原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);
函数说明：execl()用来执行参数path字符串所代表的文件路径， 接下来的参数代表执行该文件时传递的argv[0],argv[1].....是后一个参数必须用空指针NULL作结束 返回值：成功则不返回值， 失败返回-1，失败原因存于errno中 2.linux的进程同步原语
（1）wait()；
函数原型：
#include
进程一旦调用了wait就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就像下面这样： pid = wait(NULL);
如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。 （2）#include
#include
key_t ftok (char*pathname, char proj)； 它返回与路径pathname相对应的一个键值。
（3）int semget(key_t key, int nsems, int semflg)
参数key是一个键值，由ftok获得，唯一标识一个信号灯集，用法与msgget()中的key相同；参数nsems指定打开或者新创建的信号灯集中将包含信号灯的数目；semflg参数是一些标志位。参数key和semflg的取值，以及何时打开已有信号灯集或者创建一个新的信号灯集与msgget()中的对应部分相同，不再祥述。该调用返回与健值key相对应的信号灯集描述字。调用返回：成功返回信号灯集描述字，否则返回-1。
注：如果key所代表的信号灯已经存在，且semget指定了IPC_CREAT|IPC_EXCL标志，那么即使参数nsems与原来信号灯的数目不等，返回的也是EEXIST错误；如果semget只指定了IPC_CREAT标志，那么参数nsems必须与原来的值一致，在后面程序实例中还要进一步说明。 （4）int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
semid是信号灯集ID，sops指向数组的每一个sembuf结构都刻画一个在特定信号灯上的操作。nsops为sops指向数组的大小。
（5）int semctl(int semid，int semnum，int cmd，union semun arg)
该系统调用实现对信号灯的各种控制操作，参数semid指定信号灯集，参数cmd指定具体的操作类型；参数semnum指定对哪个信号灯操作，只对几个特殊的cmd操作有意义；arg用于设置或返回信号灯信息。
该系统调用详细信息请参见其手册页，这里只给出参数cmd所能指定的操作。 IPC_STAT 获取信号灯信息，信息由arg.buf返回； IPC_SET
设置信号灯信息，待设置信息保存在arg.buf中（在manpage中给出了可以设置哪些信息）；
GETALL 返回所有信号灯的值，结果保存在arg.array中，参数sennum被忽略； GETNCNT
返回等待semnum所代表信号灯的值增加的进程数，相当于目前有多少进程在等待semnum代表的信号灯所代表的共享资源；
GETPID 返回最后一个对semnum所代表信号灯执行semop操作的进程ID； GETVAL 返回semnum所代表信号灯的值；
GETZCNT 返回等待semnum所代表信号灯的值变成0的进程数； SETALL
通过arg.array更新所有信号灯的值；同时，更新与本信号集相关的semid_ds结构的sem_ctime成员；
SETVAL 设置semnum所代表信号灯的值为arg.val；
二、
参考程序
0. 创建进程示例 示例代码：
#include
int main(int argc, char ** argv ) {
int pid = fork(); if (pid < 0) {
printf(\ }
else if( pid == 0 ) {
printf(\ } else{
printf(\ } return 0; }
1．程序的不可再现性： $cat tc_print.c #include
int main(int argc,char *argv[]) {
printf(\ sleep(3);
printf(\
return(0); }