操作系统实验--刘佳敏

北京联合大学信息学院实验报告题目：操作系统实验系别：计算机科学与技术专业：计算机科学与技术班级：计算机1303B学号：2013080332058姓名：刘佳敏指导教师：孙悦2015年11月19日实验二进入VI编辑器格式：vi文件名例：visy.cVi编辑器三种工作方式：1．编辑方式：进入VI处于编辑方式2．文本输入方式：在编辑方式下输入a,进入追加方式，输入i，进入插入方式3．命令方式：在输入方式下，按Esc键，由文本输入转向编辑方式，输入冒号：进入命令方式4．退出vi:wq写文件退出：wwenjianming写文件：q!不写退出：wq!写退出编译c文件Gcc-owenjianming.outwenjianming.c运行文件：./wenjianming.out1．实验内容和目的用vi编辑器编辑下列文件，使用gcc编译器和gdb调试器，对下列程序编译运行，分析运行结果。要求至少完成3个程序。2．程序示例（1）/*父子进程之间的同步之例*/#includestdio.hmain(){intpid1;/*声明*/if(pid1=fork())/*调用fork函数复制创建child1进程*/{if(fork())/*调用fork函数复制child1进程创建child2进程，即child1的子进程*/{printf(“parent’scontext.\n”);printf(“parentiswaitingthechild1terminate.\n);wait(0);/*父进程同步等待子进程结束，结束之后进行下一步，否则继续等待*/printf(“parentiswaitingthechild2terminate.\n”);wait(0);/*父进程同步等待子进程结束，结束之后进行下一步，否则继续等待*/printf(“parentterminate.\n”);exit(0);/*父进程终止*/}Else/*如果创建child2进程不成功，进行以下操作*//*child2*/printf(“child2’scontext.\n”);sleep(5);/*休眠5秒钟*/printf(“child2terminate.\n”);exit(0);/*child2进程终止*/}else{if(pid1==0)/*在子进程中*/{printf(“child1’scontext.\n”);sleep(10);/*休眠10秒钟*/printf(“child1terminate.\n”);exit(0);/*child1进程终止*/}}}分析：上述程序是父进程首先创建一个子进程，若成功，再创建另一个子进程，之后三个进程并发执行。究竟谁先执行，是随机的，可根据执行结果判断。试分析该程序的所有运行结果。注释：fork()调用正确完成时，给父进程返回地是被创建子进程的标识，给子进程返回的是0；创建失败时，返回给父进程的时－1；exit(0)进程终止自己wait(0)父进程同步等待子进程结束，即无子进程结束，父进程等待。实验分析：首先fork()正确调用，执行父进程，输出parent’scontextparentiswaitingthechild1terminate.这个时候wait(0);//父进程同步等待子进程结束，即无子进程结束，父进程等待。执行子进程2，输出child2’scontext。然后休眠5秒钟，执行子进程1输出child1’scontext休眠10秒钟。进程2首先结束休眠，输出child2terminate。父进程输出parentiswaitingthechild2terminate。子进程1结束休眠，输出child1terminate，进程1中止自己。父进程child1terminate，中止自己。在运行的时候会发现，在child1’scontext结果出来以后，有一点时间停顿，是因为子进程2还没有结束休眠。同理子进程1也是这样的。（2）管道通信机制通过使用管道实现两个和多个进程之间的通信。所谓管道，就是将一个进程的标准输出与另一个进程的标准输入联系在一起，进行通信的一种方法。同组进程之间可用无名管道进行通信，不同组进程可通过有名管道通信。使用无名管道进行父子进程之间的通信#includesys/types.h#includectype.h#includeunistd.hintpipe(intfiledes[2]);/*创建一个无名管道，filedes[0]为读通道，filedes[1]为写通道*/charparent[]=”amessagetopipe’communication.\n”；/*定义字符串存放于数组中*/main(){intpid,chan1[2];charbuf[100];pipe(chan1);pid=fork();/*创建子进程*/if(pid0)/*如果创建失败*/{printf(“tocreatechilderror\n”);exit(1);/*异常终止*/}if(pid0)/*返回值大于0代表父进程*/{close(chan1[0]);/*父进程关闭读通道*/printf(“parentprocesssendsamessagetochild.\n”);write(chan1[1],parent,sizeof(parent));close(chan1[1]);/*父进程关闭写通道*/printf(“parentprocesswaitsthechildtoterminate.\n”);wait(0);printf(“parentprocessterminates.\n”);}else{close(chan1[1]);/*子进程关闭写通道*/read(chan1[0],buf,100);/*子进程读缓存中的内容*/printf(“themessagereadbychildprocessformparentis%s.\n”,buf);/*输出读的内容*/close(chan1[0]);/*子进程关闭读通道*/printf(“childprocessterminates\n”);}}注释：pipe(intfiledes[2])：创建一个无名管道，filedes[0]为读通道，filedes[1]为写通道。结果分析：首先程序创建了一个无名管道，如果子进程创建成功，则父进程关闭读通道，输出parentprocesssendsamessagetochild.然后写信息，关闭写通道，输出parentprocesswaitsthechildtoterminate.等待子进程结束。子进程关闭写通道，然后进行读通道。输出themessagereadbychildprocessformparentisamessagetopipe’communication.关闭子进程，输出childprocessterminates。父进程终止输出parentprocessterminates.（3）Linux中的多线程编程threads.c#includepthread.h#includestdio.h#includesys/time.h#includestring.h#defineMAX10pthread_tthread[2];pthread_mutex_tmut;intnumber=0,i;void*thread1()/*线程1*/{printf(thread1:I'mthread1\n);for(i=0;iMAX;i++){printf(thread1:number=%d\n,number);pthread_mutex_lock(&mut);/*声明开始用互斥锁上锁*/number++;/*同一时间只能被一个进程调用*/pthread_mutex_unlock(&mut);/*解锁*/sleep(2);/*休眠2秒*/}printf(thread1:主函数在等我完成任务吗？\n);pthread_exit(NULL);/*线程退出*/}void*thread2()/*线程2*/{printf(thread2:I'mthread2\n);for(i=0;iMAX;i++){printf(thread2:number=%d\n,number);pthread_mutex_lock(&mut);number++;pthread_mutex_unlock(&mut);sleep(3);/*休眠3秒*/}printf(thread2:主函数在等我完成任务吗？\n);pthread_exit(NULL);}voidthread_create(void)/*创建线程*/{inttemp;memset(&thread,0,sizeof(thread));//comment1if((temp=pthread_create(&thread[0],NULL,thread1,NULL))!=0)//comment2printf(线程1创建失败!\n);elseprintf(线程1被创建\n);if((temp=pthread_create(&thread[1],NULL,thread2,NULL))!=0)//comment3printf(线程2创建失败);elseprintf(线程2被创建\n);}voidthread_wait(void)/*等待线程结束*/if(thread[0]!=0){//comment4pthread_join(thread[0],NULL);printf(线程1已经结束\n);}if(thread[1]!=0){//comment5pthread_join(thread[1],NULL);printf(线程2已经结束\n);}}intmain(){pthread_mutex_init(&mut,NULL);/*用默认属性初始化互斥锁*/printf(我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵\n);thread_create();printf(我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵\n);thread_wait();return0;}结果分析首先有一个线程的标识符，然后用函数pthreadmutexinit生成一个互斥锁。然后通过voidthread_create(void)函数创建线程。在主函数中首先输出：我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵，然后执行thread_create();输出：线程1被创建，线程2被创建。然后输出我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵。然后线程一线程二交替运行，直至最终结束。本实验中我们使用pthread_mutex_init（）函数生成互斥锁来解决变量问题，保证一段时间内只有一个线程在执行一段代码。3．注意：Gcc–lpthread–othread.outthread.c线程相关操作1）pthread_tpthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义：typedefunsignedlongintpthread_t;它是一个线程的标识符。2）pthread_create函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为：externintpthread_create__P((pthread_t*__thread,__constpthread_attr_t*__attr,void*(*__start_routine)(void*),void*__arg));第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。这里，我们的函数thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针，这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；