《操作系统实验三进程的管道通信》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统实验三进程的管道通信（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验三进程的管道通信一、实验目的：（1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；（2）学习进程创建的过程，进一步认识并发执行的实质；（3）分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法；（4）学习解决进程同步的方法；（5）掌握 Linux 系统进程间通过管道通信的具体实现方法。二、实验内容及要求：（1）使用系统调用 pipe（） 建立一条管道线，两个子进程分别向管 道 写一句话（写的内容自己定，但要有该进程的一些信息）；（2）父进程从管道中读出来自两个子进程的消息，显示在屏幕上；（3）要求：父进程首先接收子进程 p1 发来的消息，然后再接收子 进程 p2 发来的消息；（4）两个子进程要并发
2、执行；（5）实现管道的互斥使用。当一个子进程正在对管道进行写操作时， 另一个欲写入管道的子进程必须等待。 使用系统调用 lockf （fd1,1,0） 实现对管道的加锁操作，用 lockf（fd1,0,0） 解除对管道的锁定；6)实现父子进程的同步，当父进程试图从一空管道中读取数据时， 便进入等待状态，直到子进程将数据写入管道返回后，才将其唤醒。三、实现： 相关的系统调用 fork() 用于创一个子进程。格式： int fork();返回值：在子进程中返回 0；在父进程中返回所创建的子进程的 ID 值；当返回 -1 时，创建失败。wait() 常用来控制父进程与子进程的同步。在父进程中调用 w
3、ait() ，则父进程被阻塞，进入等待队列，等待 子进程结束。当子进程结束时，父进程从 wait() 返回继续执行原来 的程序。返回值：大于 0 时，为子进程的 ID 值；等于 -1 时，调用失败。exit() 是进程结束时最常调用的。格式： void exit( int status); 其中， status 为进程结束状 态。pipe() 用于创建一个管道格式： pipe(int fd);其中fd是一个由两个数组元素fdO和fd1 组成的整型数组，fdO是管道的读端口，用于从管道读出数据，fd1是管 道的 写端口，用于向管道写入数据。返回值：0 调用成功； -1 调用失败。sleep()
4、使调用进程睡眠若干时间，之后唤醒。格式： sleep(int t); 其中 t 为睡眠时间。lockf() 用于对互斥资源加锁和解锁。在本实验中该调用的格式为：lockf(fd1，1，0) ； /* 表示对管道的写入端口加锁。lockf(fd1，0，0) ； /* 表示对管道的写入端口解锁。write(fd1，String，Length) 将字符串 String 的内容写入 管道的 写入 口。read(fd0，String，Length) 从 管道 的读 入口 读 出 信息放 入 字符 串 String 中。程序流程图创子逬tSP2图 1 父进程流程图图 2子进程 P1 流程图五、源代码 #i
5、nclude #include #include #include #include #include #include #include int main( )int pid1,pid2,pid3;int fd2;char outpipe60,inpipe60;pipe(fd);/ 创建一个管道while (pid1=fork( )=-1);printf(pid1=%dn,pid1);if(pid1=0)printf(The Child process 1 is sending message!n);lockf(fd1,1,0);/ 互斥sprintf(outpipe,This is the
6、 child 1 processs message!n);write(fd1,outpipe,60);sleep(1);/ 自我阻塞 1 秒 ,让出机会执行下一个进程，增加并发lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork( )=-1); printf(pid2=%dn,pid2);if(pid2=0)is sendingld 2 processsprintf(The Child process 2message!n);lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,This is the chimessage!n); write(fd1,o
7、utpipe,60);sleep(1);lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid3=fork( )=-1); printf(pid3=%dn,pid3);if(pid3=0)printf(The Child process 3 is sending message!n); lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,This is the child 3 processsmessage!n);write(fd1,outpipe,60);sleep(1); lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewait(0);/ 同步 read(
8、fd0,inpipe,60);printf(n%s,inpipe);wait(0);read(fd0,inpipe,60);printf(%sn,inpipe);wait(0);read(fd0,inpipe,60);printf(%sn,inpipe);exit(0);return 0;六、回答问题1)指出父进程与两个子进程并发执行的顺序，并说明原因 子进程 先执行，然后父进程才执行。这是由进程的同步机制决定的，因为只有子进程向管道中写入信息 后，父进程才能读取；否则父进程自己调用 wait() 系统调用将自己 阻塞 ,将处理机交由子进程。(2)若不对管道加以互斥控制，会有什么后果？管道进行
9、互斥控制，是为防止两个子进程对管道资源进行争夺而产生信息丢失或覆盖。如果不加控制，那么可能一个子进程写入的信息还没来得及被父进程读出，另一个子进程又先写入信息，那么之前的进程写入的信息将被覆盖，父进程也就读不到之前进程传递来 的信息了。(3)说明你是如何实现父子进程之间的同步的。1、父进程读出之前确定管道中有数据，否则阻塞自己。 这一点很容 一般到，通过系统调用 wait() 函数，即可以实现，当子 进程结束 时父进程才执行，那么此时管道中肯定已经有子进程写入 的数据 了。2、子进程在写入之前要确定管道中的数据已经被父进程读出，否则 不能写入或者阻塞自己。3、这可以通过进程间的互斥来间接的办到。因为子进程间的互斥， 所以每个子进程在执行开始都对管道 pipe 加锁，那么这样同时就只能有一个子进程向管道写入数据，并且子进程在向管道中写入数据 后还要调用 sleep() 系统调用睡眠若干时间，那么这样就可以保证 父 进程能够从管道中读出数据。然后下一子进程才能写入。那么这 样 就保证了开头所说的子进程在写入之前要确定管道中的数据已经 被 父进程读出，否则不能写入或者阻塞自己。
