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1．實驗目的
通過編寫多進程程序，使讀者熟練掌握fork()、exec()、wait()和waitpid()等函(han)數(shu)的(de)使(shi)用，進一(yi)步理(li)解在Linux中(zhong)多進程編程的(de)步驟。
2．實驗內容
該(gai)實驗有3個(ge)(ge)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)，其中一(yi)個(ge)(ge)為父(fu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)，其余(yu)兩個(ge)(ge)是該(gai)父(fu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)創建(jian)的子進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)，其中一(yi)個(ge)(ge)子進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)運行“ls -l”指令，另一(yi)個(ge)(ge)子進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)在暫停5s后(hou)(hou)異常退出。父(fu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)先(xian)用(yong)阻塞方(fang)式等(deng)待第(di)一(yi)個(ge)(ge)子進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)的結束(shu)，然后(hou)(hou)用(yong)非阻塞方(fang)式等(deng)待另一(yi)個(ge)(ge)子進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)的退出，待收集到第(di)二個(ge)(ge)子進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)結束(shu)的信息后(hou)(hou)，父(fu)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)程(cheng)(cheng)就返(fan)回。
3．實驗步驟
（1）畫出該(gai)實驗流程圖。該(gai)實驗流程圖如圖1所示。
圖1 實驗流程圖
（2）實(shi)驗(yan)源代(dai)碼。先看一下下面的(de)代(dai)碼，這個(ge)程序(xu)能得到我(wo)們所(suo)希望的(de)結(jie)果(guo)嗎(ma)？它的(de)運行會產生幾個(ge)進程？請(qing)讀者回(hui)憶一下fork()調(diao)用的(de)具(ju)體(ti)過程。
/* multi_proc_wrong.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main(void)
{
pid_t child1, child2, child;
/* 創建兩個子進程 */
child1 = fork();
child2 = fork();
/* 子進程1的出錯處理 */
if (child1 == -1)
{
printf("Child1 fork error\n");
exit(1);
}
/* 在子進程1中調用execlp()函數 */
else if (child1 == 0)
{
printf("In child1: execute 'ls -l'\n");
if (execlp("ls", "ls", "-l", NULL) < 0)
{
printf("Child1 execlp error\n");
}
}
/* 子進程2的出錯處理 */
if (child2 == -1)
{
printf("Child2 fork error\n");
exit(1);
}
/* 在子進程2中使其暫停5s */
else if( child2 == 0 )
{
printf("In child2: sleep for 5 seconds and then exit\n");
sleep(5);
exit(0);
}
/* 在父進程中等待兩個子進程的退出 */
else
{
printf("In father process:\n");
child = waitpid(child1, NULL, 0); /* 阻塞式等待 */
if (child == child1)
{
printf("Get child1 exit code\n");
}
else
{
printf("Error occured!\n");
}
do
{
child = waitpid(child2, NULL, WNOHANG);/* 非阻塞式等待 */
if (child == 0)
{
printf("The child2 process has not exited!\n");
sleep(1);
}
} while (child == 0);
if (child == child2)
{
printf("Get child2 exit code\n");
}
else
{
printf("Error occured!\n");
}
}
exit(0);
}
編譯(yi)和(he)運行(xing)以上(shang)代(dai)碼，并觀(guan)察其運行(xing)結(jie)果(guo)。它的結(jie)果(guo)是我們(men)所希望得到(dao)的嗎？
看(kan)完(wan)前面的代碼后，再觀察下面的代碼，比較(jiao)一(yi)下它(ta)們之(zhi)間有(you)什么區(qu)別，看(kan)看(kan)會解決(jue)哪些問(wen)題(ti)。
/* multi_proc.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main(void)
{
pid_t child1, child2, child;
/* 創建兩個子進程 */
child1 = fork();
/* 子進程1的出錯處理 */
if (child1 == -1)
{
printf("Child1 fork error\n");
exit(1);
}
/* 在子進程1中調用execlp()函數 */
else if (child1 == 0)
{
printf("In child1: execute 'ls -l'\n");
if (execlp("ls", "ls", "-l", NULL) < 0)
{
printf("Child1 execlp error\n");
}
}
/* 在父進程中再創建進程2，然后等待兩個子進程的退出 */
else
{
child2 = fork();
/* 子進程2的出錯處理 */
if (child2 == -1)
{
printf("Child2 fork error\n");
exit(1);
}
/* 在子進程2中使其暫停5s */
else if(child2 == 0)
{
printf("In child2: sleep for 5 seconds and then exit\n");
sleep(5);
exit(0);
}
printf("In father process:\n");
…（以下部分與前面程序的父進程執行部分相同）
}
exit(0);
}
（3）首先在宿主機上(shang)編譯、調試該程(cheng)序：
$ gcc multi_proc.c –o multi_proc（或(huo)者使用(yong)Makefile）
（4）在確(que)保沒(mei)有編譯(yi)錯誤后(hou)，使(shi)用交叉編譯(yi)該程序：
$ arm-linux-gcc multi_proc.c –o multi_proc （或(huo)者使用Makefile）
（5）將生成的可執行程序下(xia)載到目(mu)標板上運(yun)行。
4．實驗結果
在目(mu)標板上運行的(de)結果如下（具體內(nei)容(rong)與各自的(de)系統有關）：
$ ./multi_proc
In child1: execute 'ls -l' /* 子進程1的顯示， 以下是“ls –l”的運行結果 */
total 28
-rwxr-xr-x 1 david root 232 2008-07-18 04:18 Makefile
-rwxr-xr-x 1 david root 8768 2008-07-20 19:51 multi_proc
-rw-r--r-- 1 david root 1479 2008-07-20 19:51 multi_proc.c
-rw-r--r-- 1 david root 3428 2008-07-20 19:51 multi_proc.o
-rw-r--r-- 1 david root 1463 2008-07-20 18:55 multi_proc_wrong.c
In child2: sleep for 5 seconds and then exit /* 子進程2的顯示 */
In father process: /* 以下是父進程顯示 */
Get child1 exit code /* 表示子進程1結束（阻塞等待） */
The child2 process has not exited! /* 等待子進程2結束（非阻塞等待） */
The child2 process has not exited!
The child2 process has not exited!
The child2 process has not exited!
The child2 process has not exited!
Get child2 exit code /* 表示子進(jin)程2終于(yu)結束了(le)*/
本文選自華清遠見嵌入式培訓教材《從實踐中學嵌入式Linux應用程序開發》
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