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Linux 实验：深入理解 fork 系统调用

一、实验目的

熟悉 Linux 实验环境，掌握 vi 编程及 gcc 编译方法。进一步认识 fork 系统调用的实质，了解其在进程创建中的独特作用。

二、实验环境

VMware 虚拟机，Red Hat Linux

三、实验内容与步骤

（一）打印进程的进程 ID 和父进程 ID

1. 编写程序

2. 编译与运行

• 首先，使用 vi 编辑器创建一个新文件，比如xxx.c，将上述代码复制进去。在命令行输入 vi xxx.c，进入 vi 编辑器后，按 i 进入插入模式，粘贴代码，然后按 Esc键，输入 wq保存并退出。
  

3. 运行结果

运行程序后，屏幕会显示当前进程的进程 ID 和父进程 ID，让我们直观地了解进程的相关信息。

（二）使用 fork 系统调用创建进程并加入循环语句

1. 编写程序

下面是使用 fork 系统调用创建进程并加入循环语句的 C 语言代码：

2. 编译与运行

• 同样使用 vi 编辑器创建新文件，将上述代码复制进去。
• 使用 gcc 编译，运行可执行文件。
  

3. 运行结果

运行该程序后，我们会看到父进程和子进程交替输出信息。这是因为 fork 系统调用会创建一个新的子进程，父子进程会并发执行，具体的输出顺序取决于操作系统的调度策略。

四、总结

在编写代码的初期，我犯了一个看似简单却影响颇大的错误。我在编写程序时，一时疏忽忘记添加行头 #include <stdio.h>。当我使用 gcc 编译程序，满心期待它能顺利运行时，却遇到了一连串的报错。报错信息显示在遇到 printf 函数时出现问题，当时我十分困惑，反复检查代码逻辑，却始终找不到问题所在。后来在查阅资料和仔细思考后，我才意识到是忘记包含标准输入输出头文件。加上 #include <stdio.h> 后，重新编译程序，它便顺利运行了。这次经历让我深刻认识到头文件在 C 语言编程中的重要性，头文件为程序提供了必要的函数声明和宏定义，是程序正常运行的基础。

通过这次实验，我不仅熟悉了 Linux 实验环境，还掌握了 vi 编程及 gcc 编译方法。使用 vi 编辑器时，从最初的操作生疏到后来能够熟练地进行代码编写和修改，每一次敲击键盘都是技能的提升。而在使用 gcc 编译器时，我学会了如何根据不同的需求进行编译选项的设置，确保程序能够正确编译。
更重要的是，我对 fork 系统调用有了更深入的认识。在学习过程中，我参考了老师课上发的文件以及网络上关于 fork 函数的讲解，了解到了许多有趣的现象。例如，\n 对父子进程输出的影响，以及子进程的 ID 和父进程 ID 之间的关系。这些知识让我对操作系统的进程管理有了更直观的感受。
总之，这次实验让我收获颇丰，它不仅让我掌握了实用的编程技能，还为我后续的学习打下了坚实的基础。我相信，这些经验将在我未来的学习和实践中发挥重要作用。