实验1
【实验名称】：并发程序设计（实验1）
【实验目的】：掌握在程序中创建新进程的方法， 观察并理解多道程序并发运行的现象。
【实验原理】：fork():建立子进程。子进程得到父进程地址空间的一个复制。
返回值：成功时，该函数被调用一次，但返回两次，fork（）对子进程返回0，对父进程返回子进程标识符（非0值）。不成功时对父进程返回-1，没有子进程。
【实验内容】：首先分析一下程序执行时其输出结果有哪几种可能性，然后实际调试该程序观察事实上际输出情况，比較两者的差异，分析当中的原因。
void main (void)
{
int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
printf (“%d ”,x);
}
else
printf(“%d ”,x);
printf((“%d ”,x);
}
【实验要求】：每一个同学必须独立完毕本实验、提交实验报告、源程序和可运行程序。实验报告中必须包括估计的实验结果，关键代码的分析，调试记录，实际的实验结果，实验结果分析等内容。
一．关键代码分析
一个现有进程能够调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一差别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间。
也就是说，当程序执行到if条件推断执行fork（）函数后，父进程执行的是条件成立成立的代码，即
x+=30;
printf (“%d ”,x);
子进程执行的是条件不成立的代码，即
printf(“%d ”,x);
依据并发运行的工作方式及特征，我们估计可能的实验结果例如以下：
二．估计实验结果
推測有6种情况（事实上就是这4个数的全排列）
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35 |
35 |
35 |
5 |
5 |
5 |
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35 |
5 |
5 |
5 |
35 |
35 |
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5 |
35 |
5 |
35 |
5 |
35 |
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5 |
5 |
35 |
35 |
35 |
5 |
三．调试记录
1. 先建立一个.c为后缀的文档，如test.c
2. 编辑源程序：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{
int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
printf (“%d ”,x);
}
else
printf(“%d ”,x);
printf((“%d ”,x);
}
3. 在命令行下编辑 gcc –o test.out test.c
然后编辑 ./test.out
执行程序
4. 实际实验结果：
35
35
（一串字符命令，省略）5
5
（PS：那段字符命令，父进程执行完就会出现，所以都是在输出两个35后出现）
反复步骤3，N次后发现还是这个结果。
四．实验结果分析
老师说其他结果的出现是小概率事件。我们不敢苟同，这都基本上能够当不可能事件处理了。
于是我们推測，这个跟传说中的时间片有关。
由于这个程序执行所需的时间实在是太短，默认先执行的父进程全然能够在系统给定的时间片内执行完，假设没有出现什么其它情况而挂起，子进程就仅仅能等到父进程执行完后才干执行。
所以呢，当然就仅仅有一种情况了。
五．实验结果处理
只是，我们能够利用时间片的特性制造出6种结果。
主角登场了，sleep(1) 延时一秒函数
能够把延时函数理解为一段要执行1秒的代码。以下的提到的进程，都是因在这段延时代码中执行时进程时间片用完挂起（如果在这个延时代码中执行了0.6秒），再次调度回来时，仅仅要再执行0.4秒就能够了跳出这个延时函数了。
第一种：
由于默认先执行的是父进程（我用的系统是这样），我们感觉对子进程太不公平了，所以我们制造的第一种情况的源代码是：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{ int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
sleep(1);
printf (“%d ”,x);
}
else
printf(“%d ”,x);
printf((“%d ”,x);
}
我们推測时间片是0.6秒，无论对不正确，重点是分析。
父进程执行0.6秒后，时间片用完挂起，调度执行子进程，子进程执行完后调度回父进程接着执行。所以我们推測结果是
5
5
35
35
（一串字符命令，省略）
哇塞，执行完也是！
另外一种：
这里我们突然想到假设在子进程前也加个延时函数会如何，
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{ int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
sleep(1);
printf (“%d ”,x);
}
else {
sleep(1);
printf(“%d ”,x);
}
printf((“%d ”,x);
}
只是，这个仅仅能调试完再依据答案去分析，由于我们也不知道真正的时间片是多少，仅仅是推測。执行结果为
35
35
（一串字符命令，省略）5
5
我们继续如果时间片为0.6秒，父进程执行0.6秒后挂起，轮到子进程执行0.6秒后也挂起，调度回父进程继续执行，由于之前已经执行了0.6秒，所以这次调度时间片就够用了。如果成立
所以，下面都是如果时间片为0.6秒，这个时间是非常合理的。
第三种：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{
int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
sleep(1);
printf (“%d ”,x);
}
else {
printf(“%d ”,x);
sleep(1);
}
printf((“%d ”,x);
}
与前面的分析类似，父进程执行0.6秒后挂起，调度子进程会先执行第一条指令输出x为5，然后进入延时函数执行0.6秒（前面执行1条指令的时间能够忽略不计）后挂起，调度回父进程执行完，再调度回子进程。所以输出为
5
35
35
（一串字符应该是提示输入的命令，省略）5
第四种：
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{ int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
printf (“%d ”,x);
sleep(1);
}
else {
printf(“%d ”,x);
sleep(1);
}
printf((“%d ”,x);
}
分析同上，输出结果为
35
5
35
（一串字符命令，省略）5
第五种:
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{ int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
printf (“%d ”,x);
sleep(1);
}
else {
printf(“%d ”,x);
}
printf((“%d ”,x);
}
执行结果为,
35
5
5
35
(一串字符命令，省略)
第六种：
细致看下上面5种情况，会发现还有种比較奇葩的没有出现。
5
35
5
35
（一串字符命令，省略）
须要从父进程(延时挂起)->子进程（输出然后延时挂起）->父进程（延时然后输出然后再延时挂起）->子进程（输出结束进程）->父进程（延时然后输出结束进程），代码为
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void main (void)
{ int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
sleep(1);
printf (“%d ”,x);
sleep(1);
}
else {
printf(“%d ”,x);
sleep(1);
}
printf((“%d ”,x);
}