今天第一次真正意义上进行操作系统的实验，比起以前C语言，Java的实验，操作系统实验显得更有乐趣，也更有挑战性，因而整理为一篇博客，进一步的巩固知识。
目的
通过分析实验现象，深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点，掌握在POSIX规范中fork和kill系统调用的功能和使用。
实验前准备
科普：POSIX是Portable Operating System Interface for UNIX的首字母缩写词，是一套IEEE和ISO标准。这个标准定义了应用程序和操作系统之间的一个接口。只要保证他们的程序设计的符合POSIX标准，开发人员就能确信他们的程序可以和支持POSIX的操作系统互联。这样的操作系统包括大部分版本的UNIX。
1、fork()函数：pid_t fork(void);
返回值：fork仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值
(1)在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
(2)在子进程中，fork返回0；
(3)如果出现错误，fork返回一个负值；
在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
2、kill()函数：int kill(pid_t pid, int sig);
函数参数：①pid：指定进程的进程ID，注意用户的权限，比如普通用户不可以杀死1号进程（init）。
pid>0：发送信号给指定进程
pid=0：发送信号给与调用kill函数进程属于同一进程组的所有进程
pid<0：发送信号给pid绝对值对应的进程组
pid=-1：发送给进程有权限发送的系统中的所有进程
②信号量：本实验用SIGTERAM。程序结束(terminate)信号，和SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理，通常用来要求程序自己退出。如果终止不了，我们才会尝试SIGKILL。
实验程序：（已在Ubuntu 14.04下完美运行）
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <ctype.h>
/* 允许建立的子进程个数最大值 */
#define MAX_CHILD_NUMBER 10
/* 子进程睡眠时间 */
#define SLEEP_INTERVAL 2
int proc_number = 0; /* 子进程的自编号id，从0开始 */
void do_something();
void do_something() {
for(;;) {
/* 打印子进程自编号。为清晰，在每个号码前加“号码+3”个空格
* 比如号码是1，就打印" 1" */
printf("This is process No.%*d\n", proc_number+3, proc_number);
sleep(SLEEP_INTERVAL); /* 主动阻塞两秒钟 */
}
}
int main(int argc, char* argv[]) {
int child_proc_number = MAX_CHILD_NUMBER; /* 子进程个数 */
int i, ch;
pid_t child_pid;
pid_t pid[10]={0}; /* 存放每个子进程的id */
if (argc > 1) {
/* 命令行参数中的第一个参数表示建立几个子进程，最多10个 */
child_proc_number = atoi(argv[1]);
child_proc_number = (child_proc_number > 10) ? 10 : child_proc_number;
}
for (i = 0; i < child_proc_number; i++) {
/* 在这里填写代码，建立child_proc_number个子进程
* 子进程要执行
* proc_number = i;
* do_something();
* 父进程把子进程的id保存到pid[i] !!!!!!!!!!!!!*/
child_pid = fork();
if (child_pid > 0) {
pid[i] = child_pid;
} else if (child_pid == 0) {
proc_number = i;
do_something();
} else {
printf("Fail to fork!\n");
}
}
/* 让用户选择杀死哪个进程。输入数字(自编号)表示杀死该进程
* 输入q退出 */
while ((ch = getchar()) != 'q') {
if (isdigit(ch)) {
/* 在这里填写代码，向pid[ch-'0']发信号SIGTERM，
* 杀死该子进程 */
kill(pid[ch-'0'], SIGTERM);
}
}
/* 在这里填写代码，杀死本组的所有进程 */
kill(0, SIGTERM);
return 0;
}
/*
函数原型：fork()函数：pid_t fork(void);
返回值：fork仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值
(1)在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
(2)在子进程中，fork返回0；
(3)如果出现错误，fork返回一个负值；
在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。
在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的
进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
函数原型：int kill(pid_t pid, int sig);
函数参数
①pid：指定进程的进程ID，注意用户的权限，比如普通用户不可以杀死1号进程（init）。
pid>0：发送信号给指定进程
pid=0：发送信号给与调用kill函数进程属于同一进程组的所有进程
pid<0：发送信号给pid绝对值对应的进程组
pid=-1：发送给进程有权限发送的系统中的所有进程
*/实验过程：
先猜想一下这个程序的运行结果。假如运行“./process 20”，输出会是什么样？然后按照注释里的要求把代码补充完整，运行程序。可以多运行一会儿，并在此期间启动、关闭一些其它进程，看process 的输出结果有什么特点，记录下这个结果。
开另一个终端窗口，运行“ps aux|grep process”命令，看看process 究竟启动了多少个进程。回到程序执行窗口，按“数字键+回车”尝试杀掉一两个进程，再到另一个窗口看进程状况。按q 退出程序再看进程情况。
十个进程在运行：
杀死id为2的子进程，用“ps aux|grep process”命令查看：
经过自己动手实验，真的发现很有意思，但里面也存在很多很多的坑，还需自己慢慢摸索。 要是觉得输出结果还是不清晰，可以在多输出getpid()。来查看进程的识别码。
实验问题：
1、你最初认为运行结果会怎么样？
会创建10个进程，进程号为0~9。若输入数字、回车会杀死指定进程。若输入q、回车，会杀死所有进程。
2、实际的结果什么样？有什么特点？试对产生该现象的原因进行分析。
程序最多会产生十个进程，否则根据命令行第二个参数来看。每隔SLEEP_INTERVAL秒刷新一次输出在命令行界面。直到输入数字+回车，将会杀死指定编号的进程，或直到输入q、回车，会杀死本组所有进程。
特点：每次都输出一定数目的进程，但是，发现每次输出的进程的次序不一样，随机输出。进程的pid识别码是递增的。每次调用fork()，都会生成一个父进程，一个子进程。把生成父进程返回的子进程pid保存到pid[i]中；把i直接赋给子进程的自编号proc_number，然后调用死循环函数do_something()进行输出。进程是循环创建的，所以进程自编号proc_number是随着i由小变大的，pid也是依次递增的
3、proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同吗？为什么？
不相同，因为全局变量是共享资源，它记录的是子进程的序号
4、kill命令在程序中使用了几次？每次的作用是什么？执行后的现象是什么？
两次。kill(pid[ch=’0’], SIGTERM);kill(0,SIGTERM);第一个是杀死进程号pid[ch-‘0’],执行后输出的结果中不会再有该进程号。第二次是杀死本组所有进程。即主进程以及它所创建的所有子进程，执行后程序退出结束。
5、使用kill 命令可以在进程的外部杀死进程。进程怎样能主动退出？这两种退出方式哪种更好一些？
进程在主函数中return，或调用exit()都可以主动退出。使用kill()则是强制性的异常退出。 主动退出更好，若在子进程退出前使用kill()杀死其父进程，则系统会让init进程（一号进程）接管子进程，该子进程就会成为孤儿进程。当使用kill()杀死子进程使得子进程先于父进程退出时，父进程又没有调用wait()函数等待子进程结束，子进程处于僵死状态，即僵尸进程。且一直会保持下去，直到系统重启。子进程处于僵死状态时内核只保存该进程的必要信息以备父进程所需，此时子进程始终占着资源，这也就减少了系统可以创建的最大进程数。
在运行 kill 命令发送信号后，目标进程会异常退出。这也是系统管理员终结某个进程的最常用方法，类似于在 Windows 平台通过任务管理器杀死某个进程。