Linux操作系统实验：进程管理与等待

"操作系统实验指导-进程管理" 在操作系统中，进程是程序的执行实例，具有独立的内存空间和状态。进程等待是操作系统进程控制的重要环节，它涉及到父进程与子进程之间的交互。本实验主要围绕Linux系统进行，旨在通过实际操作加深对进程管理的理解。 实验的目的是理解进程的概念，包括进程与程序的区别，认识并发执行的特性，并掌握使用Linux命令进行进程管理的方法。在实验前，建议阅读Linux的`sched.h`源码以了解进程管理的基本概念，以及`fork.c`源码来分析进程创建的过程。 实验内容分为四个部分： 1. **进程的创建**：使用`fork()`系统调用创建子进程。`fork()`成功后，会在父进程中返回子进程的ID，在子进程中返回0。每个进程都会显示其ID和一句特定的话，通过观察输出，可以理解父子进程的执行顺序和并发性。 2. **创建进程扇、进程链和进程树**：通过多次`fork()`创建复杂的进程结构，如进程扇（多个子进程无父进程）、进程链（子进程成为父进程的子）和进程树（多层的父子关系）。 3. **使用`fork-exec`组合**：`fork()`创建新进程后，用`execl()`替换当前进程的映像，执行新的程序。这常用于启动新的任务或服务。 4. **Linux命令操作和管理进程**：利用`ps`、`kill`等命令查看和控制进程状态，实践进程的监控和管理。 系统调用中，`wait()`和`waitpid()`用于等待子进程的结束。它们都通过`wait4()`系统调用实现，当子进程终止时，会向父进程发送`SIGCHLD`信号。`wait()`没有指定等待哪个子进程，而`waitpid()`可以通过`pid`参数指定。在调用这些函数时，父进程会被阻塞，直到有子进程终止。返回值是终止子进程的ID，而`status`参数可以获取子进程的退出状态。 在实验总结阶段，需要编写实验报告，根据实验结果绘制进程结构图，并分析各种进程状态变化的原因。了解`fork()`、`exit()`、`execl()`和`wait()`等系统调用的作用和返回值对于深入理解进程管理至关重要。 在Linux中，每个进程都有一个唯一的进程ID（PID），由内核通过`pid_t`类型表示，其值范围通常为0到32767，但可以通过`/proc/sys/kernel/pid_max`调整。`getpid()`函数用于获取当前进程的PID，而`ps`命令可以用来查看系统的进程信息。