Linux进程管理实验：fork、vfork与守护进程实现

"实验一，Linux管理进程的实现——通过编程实践掌握进程的创建、管理以及守护进程的原理与实现。" 在本次实验中，学生通过编写和运行程序来深入理解Linux操作系统中的进程管理机制。实验重点在于熟悉和运用以下几个关键的进程控制函数： 1. **fork()**：这是Linux中创建新进程的主要方法。当调用fork()时，操作系统会在当前进程中创建一个副本，形成父子进程的关系。成功调用后，fork()返回两次，一次在父进程中返回新创建子进程的PID，一次在子进程中返回0。 2. **vfork()**：与fork()类似，但vfork()创建的子进程共享父进程的地址空间，直到子进程调用exec()或exit()。这通常用于节省内存，但需要注意同步问题。 3. **exec()**：这个系列函数（如execve()）用于替换当前进程的执行映像，加载新的程序执行。在vfork()之后，通常会调用exec()来加载新的命令，如"ls -l"。 4. **wait()** 和 **waitpid()**：这两个函数用于父进程等待子进程的结束，获取子进程的退出状态。waitpid()比wait()更灵活，可以指定等待特定的子进程。 5. **exit()**：进程结束时调用，它会清理进程的资源并通知父进程。 实验内容包括两个部分： 1. **多进程交互**：首先创建一个父进程，然后创建两个子进程。一个子进程执行"ls -l"命令，展示当前目录下的文件列表。另一个子进程延迟5秒后异常退出。父进程不会阻塞自己，而是等待并处理子进程的退出信息。 2. **守护进程(Daemon)的创建**：守护进程是后台运行且不与终端关联的进程。实验中，首先创建一个守护进程，然后在此守护进程中再生成一个新的子进程。这个子进程延迟10秒后自动退出，退出信息记录在/var/log/messages文件中。守护进程则不断循环，每次间隔10秒，等待并收集子进程的退出信息。 在实现守护进程的过程中，进行了以下步骤： - 忽略终端相关的信号：如SIGTTOU、SIGTTIN、SIGTSTP，确保进程不受终端操作影响。 - 使用setsid()函数使进程成为新的会话组长和进程组长，从而脱离终端。 - 关闭所有打开的文件描述符，避免继承不必要的文件。 - 将标准输入、输出和错误重定向到/dev/null，确保守护进程不与任何终端或文件交互。 - 改变工作目录到/tmp，防止占用启动目录资源。 通过这次实验，学生不仅能了解上述函数的使用，还能掌握多进程通信、进程间同步的基本概念，以及如何在Linux环境中实现守护进程。这些知识对于深入理解操作系统原理和进行系统级编程至关重要。