Prozesse: Übungsaufgaben

Aufgaben

Ziel: Du lernst den grundlegenden Umgang mit Prozessen unter Linux/Unix.

Aufgabe 1: Prozesse erzeugen und beobachten

Starte in einem Terminal einen Prozess, der längere Zeit läuft. Möglich ist dies z.B: mit dem Befehl sleep.

sleep 120 &

Notiere die ausgegebene PID und beobachte den Prozess mit:

• ps -f

• pstree

• top

Aufgabe 2: Prozesse in den Hintergrund schicken

Starte einen Prozess im Vordergrund:

ping 8.8.8.8

Pausiere nun den Prozess mit CTRL-Z bzw. STRG-Z .

Schicke den Prozess nun in den Hintergrund:

bg

Hole den Prozess wieder in den Vordergrund:

fg

Was macht CTRL+Z in der Konsole?

TRL+Z sendet das Signal SIGTSTP an den aktuell laufenden Vordergrundprozess.

Das bewirkt:

1. Der Prozess wird angehalten (gestoppt) Er läuft nicht weiter, sondern friert ein — aber der Prozess wird nicht beendet.

2. Der Prozess wird in den Hintergrund verschoben Die Shell meldet typischerweise:

   [1]+ Stopped ping 8.8.8.8

Damit wird er zu einem Job, der im Hintergrund „wartet“.

1. Prüfe dies über den Befehl jobs . Du solltest die gleiche Ausgabe wie zuvor erhalten.

2. Starte nun einen weiteren Prozess sleep 120 & - führe nochmals den Befehl jobs aus. Du solltest nun eine ähnliche Ausgabe wie folgt sehen:

   [1]+  Stopped                 ping 8.8.8.8
   [2]-  Running                 sleep 120 &

Der Befehl jobs zeigt dir demnach alle laufenden und gestoppten Prozesse, die aus deiner Konsole (Shell) gestartet wurden. Ein Job ist dabei kein Prozess, sondern kann mehrer Prozesse enthalten, die von der Shell verwaltet werden. Die Nummer in Klammern gibt dabei die Shell-interne Job-Nummer an - dabei handelt es sich nicht um die Prozess-ID (pid).

Aufgabe 3: Signale senden

Starte einen Prozess:

ping 8.8.8.8

1. Beende den Prozess mit CTRL-C bzw. STRG-C (SIGINT).

2. Starte den Prozess erneut und beende ihn kontrolliert:

   kill -SIGTERM <PID>

3. Erzwinge das Beenden des Prozesses:

   kill -9 <PID>

SIGTERM - „Bitte beende dich.“ (Signal 15)

• Ein freundliches, kontrolliertes Beenden

• Der Prozess bekommt die Chance:

  • Dateien zu schließen

  • Speicher aufzuräumen

  • Child-Prozesse zu beenden

  • Logs zu schreiben

• Programme können SIGTERM abfangen und darauf reagieren (z. B. „Beende dich sauber“)

• Die Kurzform ist kill <PID>

SIGKILL (Signal 9) - "Sofort benden. Keine Kompromisse" (Signal 9)

• Der Prozess wird sofort vom Kernel beendet

• Keine Aufräumarbeiten

• Keine Chance, Daten zu speichern

• Kann nicht abgefangen oder ignoriert werden

• Der Kernel entfernt den Prozess einfach aus der Prozessliste

Warum solltest Du SIGKILL nur ium Notfall nutzen?:

• Es kann Datenverlust verursachen kann (z. B. ungeschriebene Dateien, halbfertige Logs)

• Es kann inkonsistente Zustände hinterlassen kann (z. B. Lockfiles, offene Sockets)

• Es kann Kindprozesse verwaisen lassen kann

• Das Programm hat keine Chance für einen sauberen Shutdown

• Debugging erschwert (man sieht nicht, warum der Prozess hängt)

Aufgabe 4: Zombie Prozesse

Erstelle ein C-Programm:

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    if (fork() == 0) {
        exit(0); // Kindprozess beendet sich sofort
    }
    sleep(60); // Elternprozess wartet NICHT auf das Kind
    return 0;
}

Kompiliere das Programm wie folgt:

gcc zombie.c -o zombie

Starte das Programm mit

./zombie &

Beobachte das Programm mit

ps -l

und einmal mit

top

Du solltest nun in der Lage sein, den Prozess als ZOmbie zu identifizieren und diesen auf Basis der vorherigen Übungen zu beenden.

Versuche den C-Code zu verstehen - aus welchem Grund entsteht der Zombieprozess?

Aufgabe 5: Verwaisten Prozess (Orphan-Prozess) erzeugen

Erstelle ein neues Programm orphan.c`

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    if (fork() == 0) {
        sleep(30); // Kind lebt länger als Elternprozess
        return 0;
    }
    exit(0); // Elternprozess beendet sich sofort
}

Compiliere den Prozess wie zuvor und starte ihn mit

./orphan &

Nutze ps -l und pstree um herauszufinden, welcher Prozess nun den verwaisten Prozess "adoptiert".

Aufgabe 6: Analyse

Auf einem Linux System läuft ein Prozess mit 100% CPU Nutzung.

1. Identifizeire den Prozess

   top

2. Finde heraus, welcher Befehl dahintersteckt.

   ps -fp <PID>

3. Beende den Prozess kontrolliert

   kill <PID>

4. Falls ein kontrolliertes Beenden nicht möglich ist, nutze die "Brechstange"

   kill -9 <PID>

Der Befehl:

ps -fp <PID>

bedeutet:

• ps → Prozessliste anzeigen

• -f → full format (zeigt zusätzliche Spalten wie UID, PPID, Startzeit, CMD - also den Befehl auf der Kommandozeile)

• -p <PID> → nur den Prozess mit dieser PID anzeigen

Damit bekommst du eine detaillierte Einzelansicht eines bestimmten Prozesses und kannst heruasfinden, wie der Prozess gestartet wurde. Beispiel:

UID          PID    PPID  C STIME TTY          TIME CMD
andreas     6269     392  0 07:27 pts/0    00:00:00 ./zombie

Bedeutung der Spalten:

Spalte	Bedeutung
UID	Benutzer, dem der Prozess gehört
PID	Prozess‑ID
PPID	Parent‑Prozess‑ID
C	CPU‑Nutzung
STIME	Startzeit
TTY	Terminal, von dem der Prozess gestartet wurde
TIME	bisher verbrauchte CPU‑Zeit
CMD	der vollständige Befehl