1、编写一段多进程并发运行的程序，用lockf( )来给每一个进程加锁，以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象及原因。

下面是一个简单的多进程并发运行的程序，使用lockf()函数来给每个进程加锁：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
    int fd;
    pid_t pid;
    char buf[10];
    struct flock fl;

    fd = open("file.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    fl.l_type = F_WRLCK;
    fl.l_whence = SEEK_SET;
    fl.l_start = 0;
    fl.l_len = 0;

    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // child process
        printf("Child process %d is trying to get a lock...\n", getpid());
        if (lockf(fd, F_LOCK, 0) < 0) {
            perror("lockf");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Child process %d has got a lock!\n", getpid());
        sleep(10);
        printf("Child process %d is releasing the lock...\n", getpid());
        if (lockf(fd, F_ULOCK, 0) < 0) {
            perror("lockf");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Child process %d has released the lock!\n", getpid());
    } else {
        // parent process
        printf("Parent process %d is trying to get a lock...\n", getpid());
        if (lockf(fd, F_LOCK, 0) < 0) {
            perror("lockf");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Parent process %d has got a lock!\n", getpid());
        sleep(10);
        printf("Parent process %d is releasing the lock...\n", getpid());
        if (lockf(fd, F_ULOCK, 0) < 0) {
            perror("lockf");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Parent process %d has released the lock!\n", getpid());
    }

    close(fd);
    return 0;
}

该程序会创建一个文件"file.txt"，然后使用lockf()函数来给文件加锁，从而实现进程之间的互斥。程序通过fork()函数创建了一个子进程，父进程和子进程分别尝试获取文件锁，然后睡眠10秒钟，最后释放文件锁。

如果我们运行该程序，我们会看到如下输出：

Parent process 1234 is trying to get a lock...
Parent process 1234 has got a lock!
Child process 1235 is trying to get a lock...

可以看到，父进程先获取到了文件锁，然后子进程也尝试获取文件锁。然后程序进入了阻塞状态，等待10秒钟后才会继续执行。

接下来，我们来分析一下程序的执行过程和出现的现象。在程序运行期间，如果两个或多个进程同时尝试获取文件锁，其中一个进程会阻塞，直到另一个进程释放锁。这是因为lockf()函数会在文件上对指定字节范围加锁，如果另一个进程也尝试对同一文件的相同字节范围加锁，那么就会阻塞。在本例中，我们对整个文件加锁，所以任何进程都不能同时访问文件。

另外需要注意的是，我们使用lockf()函数对文件加锁时，只能保证同一进程内的互斥性，而不能保证不同进程之间的互斥性。想要在不同进程之间实现互斥，需要使用系统提供的IPC机制，如信号量、共享内存等。