1、.青 島 理 工 大 學課程實驗報告課程名稱操作系統班級軟件114實驗日期2013/10/28姓名李曉菲學號201107286實驗成績實驗名稱實驗4進程通信實驗目的及要求1、加深理解進程通信的方法與原理；2、掌握如何利用管道機制、消息緩沖隊列、共享存儲區機制進行進程間的通信。實驗環境Windows; Virtual Box； Ubuntu 11.10；Vi編輯器； GCC編譯器； Geany IDE;實驗內容1、了解系統調用pipe()、msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、shmdt()、shmctl()的功 能和實現過程。

2、2、編寫一C語言程序，使其用管道來實現父子進程間通信。子進程向父進程發送字符串“is sending a message to parent!”；父進程則從管道中讀出子進程發來的消息，并將其顯示到屏幕上，然后終止。3、運行該程序，觀察、記錄并簡單分析其運行結果。算法描述及實驗步驟算法描述及實驗步驟算法描述及實驗步驟1、pipe()、msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、shmdt()、shmctl()（1）pipe( )系統調用格式：pipe()參數定義int pipe();int 2;其中，1是寫入端，0是讀出端。該函數使用

3、頭文件如下：#include #inlcude #include 功能：建立一無名管道。管道建立后，寫進程將數據寫入文件1，讀進程從文件0中讀數據，從而實現讀/寫進程的管道通信。管道是一個共享資源，寫/寫進程、讀/寫進程應互斥使用管道。（2）msgget( )系統調用格式：int msgget(key_t key, int msgflg);功能：獲取與某個鍵關聯的消息隊列標識。消息隊列被建立的情況有兩種： （1）如果鍵的值是IPC_PRIVATE。 （2）或者鍵的值不是IPC_PRIVATE，并且鍵所對應的消息隊列不存在，同時標志中指定IPC_CREAT。該函數使用頭文件如下：#include

4、 #include #include （3、4）msgsnd( )和msgrcv( )系統調用格式int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);功能：在消息隊列上進行收發消息。為了發送消息，調用進程對消息隊列必須有寫權限。接收消息時必須有讀權限。該函數使用頭文件如下：#include #include #include （5）msgctl( )系統調用格式i

5、nt msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);功能：在指定的消息隊列上執行某種控制操作。該函數使用頭文件如下：#include #include #include （6）shmget( )功能：用于創建（或者獲取）一個由key鍵值指定的共享內存對象，返回該對象的系統標識符：shmid；系統調用格式：shmid=shmget(key,size,flag)該函數使用頭文件如下：#include#include#include（7）shmat( )功能：共享存儲區的附接。從邏輯上將一個共享存儲區附接到進程的虛擬地址空間上。用于建立調用進程與由

6、標識符shmid指定的共享內存對象之間的連接。系統調用格式：virtaddr=shmat(shmid,addr,flag)該函數使用頭文件如下：#include#include#include（8）shmdt( )功能：用于斷開調用進程與共享內存對象之間的連接,成功時返回0,失敗返回-1。系統調用格式：int shmdt(shmaddr)char *shmaddr;/*采用shmat函數的返回值*/（9）shmctl( )功能：共享存儲區的控制，對其狀態信息進行讀取和修改。用于對已創建的共享內存對象進行查詢、設置、刪除等操作。系統調用格式：shmctl(shmid,cmd,buf)該函數使用頭

7、文件如下：#include#include#include2、步驟：(1)定義進程變量 (2)定義兩個字符數組 (3)創建管道 (4)如果進程創建不成功,則空循環 (5)如果子進程創建成功,pid為進程號 (6)鎖定管道 (7)給Outpipe賦值 (8)向管道寫入數據 (9)等待讀進程讀出數據 (10)解除管道的鎖定 (11)結束進程等待子進程結束 (12)從管道中讀出數據 (13)顯示讀出的數據 (14)父進程結束 調試過程及實驗結果創建jincheng.c插入文字運行：運行后：總結總結（對實驗結果進行分析，問題回答，實驗心得體會及改進意見）雖然對pipe()、msgget()、msgsn

8、d()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、shmdt()、shmctl()的功能和實現過程有所了解，但是運用還是不熟練，過去沒見過，所以運行了一個簡單的程序。利用管道機制、消息緩沖隊列、共享存儲區機制進行進程間的通信，加深了對其了解。（1）管道通信機制，同步的實現過程：當寫進程把一定數量的數據寫入pipe，便去睡眠等待，直到讀進程取走數據后，再把它喚醒。當讀進程讀一空pipe時，也應睡眠等待，直到寫進程將數據寫入管道后，才將之喚醒，從而實現進程的同步。管道通信的特點：A 管道是半雙工的，數據只能向一個方向流動；需要雙方通信時，需要建立起兩個管道；B. 只能用

9、于父子進程或者兄弟進程之間（具有親緣關系的進程）；C.單獨構成一種獨立的文件系統：管道對于管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不是普通的文件，它不屬于某種文件系統，而是自立門戶，單獨構成一種文件系統，并且只存在與內存中。D. 數據的讀出和寫入：一個進程向管道中寫的內容被管道另一端的進程讀出。寫入的內容每次都添加在管道緩沖區的末尾，并且每次都是從緩沖區的頭部讀出數據。管道適用于處理大量的同步操作問題。（2）消息隊列的特點：A.消息隊列機制增加了管理的負擔B.消息隊列通信機制非常快捷C.消息隊列機制是異步信息處理，不是實時的（3）共享存儲區通信：為了傳輸大量數據，在存儲區中劃出了一塊共享存儲區，

10、諸進程便可通過對共享存儲區中數據的讀或寫來實現通信。附錄（源程序清單）#include #include #include int pid; / 定義進程變量 main( ) int fd2; char OutPipe300, InPipe300; / 定義兩個字符數組 pipe(fd); / 創建管道 while (pid = fork( ) = -1); / 如果進程創建不成功,則空循環 if (pid = 0) / 如果子進程創建成功,pid為進程號 lockf(fd1, 1, 0); / 鎖定管道 sprintf(OutPipe, Childs PID=%dn%s,getpid(),is sending a message to parent!n); / 給Outpipe賦值 write(fd1, OutPipe, 50); / 向管道寫入數據 sleep(5); /