Linux程序开发（六）：进程编程和系统日志守护进程

news2024/10/6 0:35:42

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Linux程序开发（六）：进程编程和系统日志守护进程

目录

  • Linux程序开发（六）：进程编程和系统日志守护进程
    • 1. 编程题（任选3道）
      • 1.1. 编写一个程序，创建两个子进程，父进程在屏幕上输出“I am parent process.”，两个子进程分别输出” I am child process 1.”、” I am child process 2.”，要求父进程在两个子进程输出完字符后再输出自己的字符。
      • 1.2. 父进程创建3个子进程，3个子进程需要打开文件a.txt并写入字符串，要求字符串能表明身份同时写明自己的进程号，最后父进程需要在该文件里面写入“I am father process, mypid is”+进程号。要求不能产生僵尸进程。
      • 1.3. 有爷爷爸爸孙子三人一起工作，前两秒三人一起休息讨论工作，之后爷爷每2秒休息一次，爸爸每4秒休息一次，儿子每6秒休息一次，请按照关系创建父子进程，每人每次休息时都打印他的身份、进程pid以及当前时间，工作时间为18s。
      • 1.4. 编写程序让两个子进程交替判断一个范围内的整数是不是素数。运行程序时要输入两个参数，一个是左边界，一个是右边界。比如说判断100到200之间哪些是素数，子进程1判断100是不是素数，子进程2判断101是不是素数，子进程1再判断102是不是素数，子进程2判断103是不是素数...，一直轮流下去。
      • 1.5. 仿照讲义中的“系统日志守护进程”例子，写一个守护进程，每隔一段时间获取当前登录用户名，将获取到的信息加上当前时间写入系统日志。

1. 编程题（任选3道）

1.1. 编写一个程序，创建两个子进程，父进程在屏幕上输出“I am parent process.”，两个子进程分别输出” I am child process 1.”、” I am child process 2.”，要求父进程在两个子进程输出完字符后再输出自己的字符。

编写c语言程序processes.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t child1, child2;

    child1 = fork(); // 创建第一个子进程

    if (child1 == 0) {
        // 子进程1
        printf("I am child process 1.\n");
    } else {
        child2 = fork(); // 在父进程中创建第二个子进程

        if (child2 == 0) {
            // 子进程2
            printf("I am child process 2.\n");
        } else {
            // 等待两个子进程结束
            wait(NULL);
            wait(NULL);

            // 父进程
            printf("I am parent process.\n");
        }
    }

    return 0;
}

使用gcc编译器进行程序编译

gcc -o process process.c

在这里插入图片描述

运行程序

./process

在这里插入图片描述

1.2. 父进程创建3个子进程，3个子进程需要打开文件a.txt并写入字符串，要求字符串能表明身份同时写明自己的进程号，最后父进程需要在该文件里面写入“I am father process, mypid is”+进程号。要求不能产生僵尸进程。

在linux上编写c语言程序process.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main() {
    // 打开文件a.txt，如果不存在则创建
    int fd = open("a.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid_t child1, child2, child3;

    child1 = fork(); // 创建第一个子进程

    if (child1 < 0) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (child1 == 0) {
        // 子进程1
        char str[] = "I am child process 1, mypid is ";
        char pid[10];
        sprintf(pid, "%d", getpid());
        strcat(str, pid);
        write(fd, str, strlen(str));
        close(fd);
        exit(0);
    } else {
        child2 = fork(); // 创建第二个子进程

        if (child2 < 0) {
            perror("fork");
            exit(EXIT_FAILURE);
        } else if (child2 == 0) {
            // 子进程2
            char str[] = "I am child process 2, mypid is ";
            char pid[10];
            sprintf(pid, "%d", getpid());
            strcat(str, pid);
            write(fd, str, strlen(str));
            close(fd);
            exit(0);
        } else {
            child3 = fork(); // 创建第三个子进程

            if (child3 < 0) {
                perror("fork");
                exit(EXIT_FAILURE);
            } else if (child3 == 0) {
                // 子进程3
                char str[] = "I am child process 3, mypid is ";
                char pid[10];
                sprintf(pid, "%d", getpid());
                strcat(str, pid);
                write(fd, str, strlen(str));
                close(fd);
                exit(0);
            } else {
                // 等待三个子进程结束
                waitpid(child1, NULL, 0);
                waitpid(child2, NULL, 0);
                waitpid(child3, NULL, 0);

                // 父进程
                char str[] = "I am father process, mypid is ";
                char pid[10];
                sprintf(pid, "%d", getpid());
                strcat(str, pid);
                write(fd, str, strlen(str));
                close(fd);
            }
        }
    }

    return 0;
}

使用gcc编译器进行程序编译

gcc -o process process.c

在这里插入图片描述

运行程序

./process

在这里插入图片描述

1.3. 有爷爷爸爸孙子三人一起工作，前两秒三人一起休息讨论工作，之后爷爷每2秒休息一次，爸爸每4秒休息一次，儿子每6秒休息一次，请按照关系创建父子进程，每人每次休息时都打印他的身份、进程pid以及当前时间，工作时间为18s。

在linux上编写c语言程序process.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>

void print_info(char* role) {
    time_t now;
    time(&now);
    printf("%s, pid: %d, time: %s", role, getpid(), ctime(&now));
}

int main() {
    pid_t grandparent, parent, child;

    grandparent = fork(); // 创建爷爷进程

    if (grandparent < 0) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (grandparent == 0) {
        print_info("Grandparent");
        sleep(2); // 休息两秒，与爸爸和孙子一起讨论工作
        exit(0);
    } else {
        parent = fork(); // 创建爸爸进程

        if (parent < 0) {
            perror("fork");
            exit(EXIT_FAILURE);
        } else if (parent == 0) {
            print_info("Parent");
            sleep(2); // 休息两秒，与爷爷和孙子一起讨论工作
            int work_time = 18; // 设置工作时间为18秒
            while (work_time > 0) {
                print_info("Parent");
                sleep(4); // 每4秒休息一次
                work_time -= 4; // 更新剩余工作时间
            }
            exit(0);
        } else {
            child = fork(); // 创建孙子进程

            if (child < 0) {
                perror("fork");
                exit(EXIT_FAILURE);
            } else if (child == 0) {
                print_info("Child");
                sleep(2); // 休息两秒，与爷爷和爸爸一起讨论工作
                int work_time = 18; // 设置工作时间为18秒
                while (work_time > 0) {
                    print_info("Child");
                    sleep(6); // 每6秒休息一次
                    work_time -= 6; // 更新剩余工作时间
                }
                exit(0);
            } else {
                // 等待子进程结束
                waitpid(child, NULL, 0);
                waitpid(parent, NULL, 0);
                waitpid(grandparent, NULL, 0);
            }
        }
    }

    return 0;
}

使用gcc编译器进行程序编译

gcc -o process process.c

在这里插入图片描述

运行程序

./process

在这里插入图片描述

1.4. 编写程序让两个子进程交替判断一个范围内的整数是不是素数。运行程序时要输入两个参数，一个是左边界，一个是右边界。比如说判断100到200之间哪些是素数，子进程1判断100是不是素数，子进程2判断101是不是素数，子进程1再判断102是不是素数，子进程2判断103是不是素数…，一直轮流下去。

在linux上编写C语言程序process.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

// 判断一个数是否为素数
int is_prime(int num) {
    if (num <= 1)
        return 0;
    for (int i = 2; i*i <= num; i++) {
        if (num % i == 0)
            return 0;
    }
    return 1;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 3) {
        printf("请提供正确的参数！\n");
        printf("用法: %s 左边界 右边界\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    int left = atoi(argv[1]);
    int right = atoi(argv[2]);

    pid_t child1, child2;
    int next_num = left;

    child1 = fork(); // 创建子进程1

    if (child1 < 0) {
        perror("fork");
        return 1;
    } else if (child1 == 0) {
        // 子进程1负责判断奇数
        while (next_num <= right) {
            if (next_num % 2 == 1 && is_prime(next_num))
                printf("%d 是素数\n", next_num);
            next_num++;
            sleep(1);
        }
        exit(0);
    } else {
        child2 = fork(); // 创建子进程2

        if (child2 < 0) {
            perror("fork");
            return 1;
        } else if (child2 == 0) {
            // 子进程2负责判断偶数
            while (next_num <= right) {
                if (next_num % 2 == 0 && is_prime(next_num))
                    printf("%d 是素数\n", next_num);
                next_num++;
                sleep(1);
            }
            exit(0);
        } else {
            // 等待子进程结束
            waitpid(child1, NULL, 0);
            waitpid(child2, NULL, 0);
        }
    }

    return 0;
}

使用gcc编译器进行程序编译

gcc -std=c99 -o process process.c
编译器默认使用了较旧的 C 语言标准，而在较旧的标准下，不允许在 for 循环中声明变量。可以通过添加 -std=c99 或 -std=gnu99 选项来指定使用 C99 标准。

在这里插入图片描述

运行程序

./process 1 100
解释:输出1和去100之间的素数

在这里插入图片描述

1.5. 仿照讲义中的“系统日志守护进程”例子，写一个守护进程，每隔一段时间获取当前登录用户名，将获取到的信息加上当前时间写入系统日志。

提示：

getlogin()、getenv()函数。

在linux上编写c语言程序daemon.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <syslog.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

int main() {
    pid_t pid, sid;
    time_t start_time = time(NULL);  // 记录程序启动时间

    // 创建子进程
    pid = fork();

    // 出错处理
    if (pid < 0) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 父进程退出
    if (pid > 0) {
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 创建新的会话
    sid = setsid();
    if (sid < 0) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 切换工作目录
    if ((chdir("/")) < 0) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 关闭标准输入、输出和错误流
    close(STDIN_FILENO);
    close(STDOUT_FILENO);
    close(STDERR_FILENO);

    // 守护进程主体
    while (1) {
        time_t current_time = time(NULL);
        if (current_time - start_time > 60) {  // 当程序运行时间超过一分钟时退出循环
            break;
        }

        time_t rawtime;
        struct tm *timeinfo;
        char buffer[80];

        time(&rawtime);
        timeinfo = localtime(&rawtime);
        strftime(buffer, 80, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", timeinfo);

        char *username = getlogin();
        if (username == NULL) {
            username = getenv("USER");
        }

        openlog("MyDaemon", LOG_PID, LOG_USER);
        syslog(LOG_INFO, "Current user: %s, Time: %s", username, buffer);
        closelog();

        sleep(10);  // 每隔10秒执行一次
    }

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

使用gcc编译器进行程序编译

gcc -o daemon daemon.c

在这里插入图片描述

运行程序

./daemon
# 查看系统
sudo tail -f /var/log/messages

在这里插入图片描述

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目录 一、深度学习基础 1.1 神经网络简介 1.2 激活函数 1.3 损失函数 1.4 优化算法 二、PyTorch基础 2.1 PyTorch简介 2.2 张量操作 2.3 构建神经网络 2.4训练模型 2.5 模型评估 三、PyTorch实战 3.1 数据加载与预处理 3.2 模型定义与训练 3.3 模型评估与调优 3…
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与WAF的“相爱相杀”的RASP

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用什么来保护Web应用的安全&#xff1f; 猜想大部分安全从业者都会回答&#xff1a;“WAF&#xff08;Web Application Firewall,应用程序防火墙&#xff09;。”不过RASP&#xff08;Runtime Application Self-Protection&#xff0c;应用运行时自我保护&#xff09;横空出世…
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