Linux进程创建与管道通信实验指南

"实验二 进程创建及进程间通信1" 这个实验主要涉及操作系统中的核心概念，包括进程创建、进程同步以及管道通信，尤其在Linux环境下。实验目的是帮助学生深入理解进程的本质，掌握进程创建的方法，以及学习如何解决进程间的资源竞争问题，通过管道实现进程间通信。 一、实验目的 1. **理解进程与程序的区别**：进程是程序的执行实例，具有独立的内存空间和状态。 2. **熟悉进程并发执行**：理解多个进程可以同时在CPU上交替执行的概念。 3. **掌握进程同步**：学习wait()函数用于控制进程执行顺序，避免竞态条件。 4. **学习进程互斥**：通过lockf()函数给进程加锁，防止多个进程同时访问共享资源。 5. **了解管道通信**：理解管道作为简单但有效的进程间通信机制，学习pipe()函数的使用。 二、实验内容 1. **进程创建**：使用fork()函数创建新的进程。在给定的示例程序中，主进程不断尝试创建子进程，直到成功为止。子进程将输出"This is a child process."，而父进程输出"This is a parent process."。 2. **多进程交互**：编写一个C/C++程序，父进程显示'a'，两个子进程分别显示'b'和'c'。这将展示不同的并发执行情况，可能的结果因CPU调度和进程执行顺序而异。 3. **wait()函数分析**：wait()用于等待子进程结束，实现父进程与子进程的同步。在switch语句中，case -1表示fork()失败，输出错误信息并退出。 三、实验步骤 1. **进程创建示例**：运行包含fork()的程序，观察父子进程的执行情况。 2. **编写多进程程序**：实现父进程和两个子进程，每个进程输出特定字符，分析并发执行的不同结果。 3. **wait()的使用**：理解wait()如何在父子进程中起到同步作用，通过其返回值判断子进程状态。 4. **进程互斥**：利用lockf()实现进程间的互斥访问，防止资源争抢。 5. **管道通信**：使用pipe()创建管道，实现两个或多个进程之间的数据传递。 通过这个实验，学生不仅可以理论联系实际，还能掌握操作系统中的关键概念，提升编程技能，为后续更复杂的系统级编程打下坚实基础。