程序的建立、執行和終止實驗

目的： 本實驗的目的是通過使用Linux的系統呼叫fork()、exec()、exit()編寫一個程式，加深理解程序的建立、執行和終止等內容。
內容：
(1)利用fork()函式建立兩個子程序。讓系統中的3個程序分別輸出一個不同的字元。觀察並記錄螢幕上顯示的結果，分析原因。
(2)利用fork()和execlp()函式實驗一個shell的基本功能，如圖所示。使用者輸入命令後，按下列步驟執行使用者命令：
1：利用fork()函式建立一個子程序。
2：利用execlp()函式啟動命令程式。
3：利用wait()函式使父程序和子程序同步。

第一題程式碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	pid_t pid_1 = fork();
	pid_t pid_2 = fork();
	
	if (pid_1 == 0)
	{
		printf("我是子程序一號\t程序號是:%d\n", getpid());
		exit(0);
	}
	if (pid_2 == 0)
	{
		printf("我是子程序二號\t程序號是:%d\n", getpid());
		exit(0);
	}
	if (pid_1 != 0 && pid_2 != 0)
	{
		printf("我是父程序\t程序號是:%d\n", getpid());
	}
}

 

執行結果：

第二題程式碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
int main(void)
{
    wait(0);
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0)
    {
        execlp("ls", "ls", "-al", "../../../../", NULL);
    }
}

執行結果：

實驗分析：
第一題中用了兩次fork但是最後程式卻運行了四次，很明顯不是建立了兩個子程序，而是建立了三個，在第一個fork()被呼叫時建立了一個子程序。這時程式有兩個程序。而由於父程序和子程序共享程式碼段，新被建立的子程序再次執行了這兩個fork()，所以實際上第一個fork()是被執行了兩次的，因此一共有四個程序。而且經過多次執行並觀察結果發現，這幾個程序執行的順序是不確定的，它們是並行執行的。
第二題中先用建立了一個子程序，用過execlp()命令啟用shell的ls功能檢視資料夾。與此同時主程序通過wait()函式等待子程序，子程序結束之後，程式退出。