【解析】在每次调用fork()函数创建子进程后，子进程和父进程都会继续执行for循环，如当前i=1，则在i=0时父进程创建出的子进程与父进程本身都会创建一个子进程，如下图所示：

?因此i=1时fork()函数调用后进程的数量为 $2^{2}$ ，在下一轮循环中，这4个进程又都会创建一个新进程，进程的数量变为 $2^{3}$ ，由此可得，在第5次循环结束后，进程的数量变为 $2^{5}$ ，则子进程的数量为 $2^{5}$ -1=31。

二、判断题

1、进程是程序的一次执行过程。（√）

2、exec函数族的功能是：根据指定的文件名或路径，找到可执行文件，用该文件取代调用该函数的进程中的程序，再从该文件的main()函数开始，执行文件的内容。（√）

3、解决僵尸进程的方法是终止其父进程，使其变为孤儿进程。（√）

【解析】通常情况下，解决僵尸进程的方法是终止其父进程。当僵尸进程的父进程被终止后，僵尸进程作为孤儿进程被init接收，init会不断调用wait()函数获取子进程状态，获取已退出的子进程发送的状态信息。孤儿进程永远不会成为僵尸进程。

4、fork()函数执行后，系统会立刻为子进程复制一份父进程的资源。（×）

【解析】Linux系统中的进程机制采用“读时共享，写时复制”的原则，在子进程创建之初并不会复制父进程的全部资源。

5、进程同步机制中的waitpid()函数和wait()函数用于使父进程阻塞等待子进程终止，将子进程进行回收，因此当父进程中调用了这两个函数时，就不会再有僵尸进程产生。（×）

【解析】wait()函数会在有子进程终止时立刻返回，waitpid()函数的一次调用只能回收一个子进程，若因此若子进程数量不唯一时，父进程中调用一次wait()和waitpid()，并不一定能回收所有子进程，也就无法保证所有子进程都被回收，没有僵尸进程产生。

三、单选题

1、在程序中调用fork()函数创建进程，父子进程会获取不同的返回值，下面关于fork()函数的说法，错误的是。（B）

A、若子进程创建成功，父进程的fork()返回子进程pid，子进程的fork()返回0。

B、若子进程创建成功，子进程的fork()返回子进程pid，父进程的fork()返回0。

C、若子进程创建失败，父进程的fork()函数返回-1。

D、若子进程创建成功，子进程将从fork()函数调用处之后的代码开始执行。

【解析】若子进程创建成功，父进程的fork()返回子进程pid，子进程的fork()返回0。

2、下列哪种方法无法查看进程的信息。（C）

A、ps B、top C、kill D、查看/proc目录

【解析】kill命令的功能是通过向进程发送信号控制进程行为。

3、下列哪种方法可以等待接收进程号为pid的子进程的退出状态。（A）

A、waitpid(pid,&status,0)

B、waitpid(pid,&status,WNOHANG)

C、waitpid(-1,&status,0)

D、waitpid(-1,&status,WNOHANG)

【解析】waitpid()函数的第一个参数大于0时，表示回收pid等于该参数的进程，因此排除C、D。若waitpid()函数的第三个参数options为0，waitpid()函数功能与wait()函数功能相同，都阻塞等待子进程的返回状态；若options为WNOHANG，表示子进程若尚未终止，父进程不阻塞等待，立刻返回，因此排除B，选择A。

4、函数waitpid()的返回值等于0时表示的含义是（C）。

A、等待的子进程已终止

B、终止的子进程不唯一

C、使用选项WNOHANG，且没有子进程退出

D、调用异常终止

【解析】若options的值为WNOHANG，但调用waitpid()时发现没有已退出的子进程可收集，则返回0。

5、从后台启动进程，应在命令的添加哪个符号？（A）

A、& B、# C、* D、~

四、简答题

1、简单说明程序和进程的区别。

程序是“死”的，进程是“活”的，程序是指编译好的二进制文件，它存放在磁盘上，不占用系统资源，是具体的；而进程存在于内存中，占用系统资源，是抽象的。当一次程序执行结束之后，进程随之消失，进程所用的资源被系统回收。

2、分析程序，写出程序的执行结果。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    pid_t pid1,pid2;
    if ((pid1 = fork()) == 0)
    {   
        sleep(3);
        printf("child process_1\n");
        exit(0);
        printf("child process_1\n");
    }   
    else
    {   
        if ((pid2 = fork()) == 0)
        {
            sleep(1);
            printf("child process_2\n");
            return 0;
        }
        else
        {
            wait(NULL);
            wait(NULL);
            printf("info1 from parent process\n");
            printf("info2 from parent process\n");
            return 0;
        }
    }
    return 0;
}

程序执行结果如下：

child process_2
child process_1
info1 from parent process
info2 from parent process

五、编程题

1、编写程序，在程序中创建一个子进程，使父子进程分别打印不同的内容。

程序实现如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	pid_t pid;
	pid = fork();
	if (pid == -1)
	{
		perror("fork error");
		exit(1);
	}
	else if (pid > 0)
	{
		printf("This is parent process.\n");
	}
	else if (pid == 0)
	{
		printf("This is child process.\n");
	}
	return 0;
}

编译程序并执行，程序的执行结果如下：

This is parent process.
This is child process.

2、编写程序，在程序中创建一个子进程，使子进程通过exec更改代码段，执行cat命令。

程序实现如下：

exec.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	pid_t pid;
	pid = fork();
	if (pid == -1)
	{
		perror("fork error");
		exit(1);
	}
	else if (pid > 0)
	{
		printf("parent process:pid");
	}
	else if (pid == 0)
	{
		printf("child process\n");
		execlp("cat", "-b", "exec.c", NULL);
		perror("error exec\n");
		printf("child process\n");
	}
	return 0;
}

编译程序并执行，程序的执行结果如下：

parent process:pidchild process
[itheima@localhost itcast]$ #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	pid_t pid;
	pid = fork();
	if (pid == -1)
	{
		perror("fork error");
		exit(1);
	}
	else if (pid > 0)
	{
		printf("parent process:pid");
	}
	else if (pid == 0)
	{
		printf("child process\n");
		execlp("cat","-b","exec.c",NULL);
		perror("error exec\n");
		printf("child process\n");
	}
	return 0;
}