1、用fork( )创建一个进程，再调用exec( )，用新的程序替换该子进程的内容，利用wait( )来控制进程执行顺序，掌握进程的睡眠、同步、撤消等进程控制方法，并根据实验结果分析原因。

这是一个经典的进程控制实验，主要用于熟悉进程的创建、同步和撤销等操作。下面我将分步骤介绍实验流程和分析原因。

1. 使用 fork() 创建一个子进程

fork() 是创建新进程的系统调用，它将父进程的所有信息复制一份，包括代码段、数据段、堆栈等，并创建一个新的独立的进程。在父进程中，fork() 返回新创建进程的进程 ID，在子进程中，fork() 返回 0。

示例代码：

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

int main() {
    pid_t pid;

    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        printf("fork error\n");
    } else if (pid == 0) {
        printf("child process, pid=%d\n", getpid());
    } else {
        printf("parent process, pid=%d, child pid=%d\n", getpid(), pid);
    }

    return 0;
}

2. 使用 exec() 替换子进程内容

exec() 是用于执行一个新程序的系统调用，它将当前进程的内容替换为新程序的内容。exec() 并不创建新进程，而是将当前进程的代码段、数据段、堆栈等全部替换成新程序的内容，并从新程序的入口点开始执行。因此，在调用 exec() 后，原来的程序代码不再执行。

示例代码：

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

int main() {
    pid_t pid;

    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        printf("fork error\n");
    } else if (pid == 0) {
        printf("child process, pid=%d\n", getpid());
        execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
        printf("exec error\n"); // 如果 exec() 执行失败，将会继续执行这行代码
    } else {
        printf("parent process, pid=%d, child pid=%d\n", getpid(), pid);
        wait(NULL); // 等待子进程结束
        printf("child process completed\n");
    }

    return 0;
}

在上面的代码中，子进程使用 execl() 调用了 ls 命令，该命令将列出当前目录下的所有文件和目录。在父进程中，使用 wait() 函数等待子进程执行完毕。

3. 使用 wait() 同步进程

wait() 是用于父进程等待子进程结束的系统调用。如果子进程还在运行，父进程将被挂起，直到子进程结束。如果子进程已经结束，wait() 将立即返回。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    pid_t pid;

    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        printf("fork error\n");
    } else if (pid == 0) {
        printf("child process, pid=%d\n", getpid());
        execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
        printf("exec error\n");
    } else {
        printf("parent process, pid=%d, child pid=%d\n", getpid(), pid);
        wait(NULL); // 等待子进程结束
        printf("child process completed\n");
    }

    return 0;
}

4. 理解进程控制方法的作用和原因

通过上面的实验，我们可以了解到进程控制方法的作用和原因：

- fork()：创建新进程，让子进程独立运行，父进程可以继续执行其它任务。
- exec()：用新程序替换当前进程的内容，这样可以实现程序的动态加载和更新。
- wait()：父进程等待子进程结束，以便获取子进程的返回值或检查子进程的状态。

需要注意的是，父进程在等待子进程结束时，会被挂起，直到子进程退出。如果子进程长时间运行或者发生死锁等问题，父进程将一直等待，导致程序无法继续执行。因此，在实际开发中，需要注意进程间的同步和通信，以避免进程阻塞和死锁等问题。