实验八、进程间通信

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学号-姓名 17043122-吴兹军
作业学习目标 1.了解进程间通信的常用方式;2.掌握管道、消息队列、信号量、共享内存实现进程间通信的方法

1.举例说明使用匿名管道进行进程通信。
(1)管道通信

匿名管道:
当进程使用 pipe 函数,就可以打开位于内核中的这个特殊“文件”。同时 pipe 函数会返回两个描述
符,一个用于读,一个用于写。如果你使用 fstat 函数来测试该描述符,可以发现此文件类型为
FIFO 。而无名管道的无名,指的就是这个虚幻的“文件”,它没有名字。

pipe 函数打开的文件描述符是通过参数(数组)传递出来的,而返回值表示打开成功(0)或失败 (-1)。
它的参数是一个大小为 2 的数组。此数组的第 0 个元素用来接收以读的方式打开的描述符,而第 1 个元素用来接收以写的方式打开的描述符。
也就是说, pipefd[0] 是用于读的,而 pipefd[1] 是用于写的。
打开了文件描述符后,就可以使用 read(pipefd[0]) 和 write(pipefd[1]) 来读写数据了。

 

 注意事项:这两个分别用于读写的描述符必须同时打开才行,否则会出问题。

 

 

如果关闭读 ( close(pipefd[0]) ) 端保留写端,继续向写端 ( pipefd[1] ) 端写数据( write 函数)的进程会收到 SIGPIPE 信号。
如果关闭写 ( close(pipefd[1]) ) 端保留读端,继续向读端 ( pipefd[0] ) 端读数据( read 函数),read 函数会返回 0.

例题:父进程 fork 出一个子进程,通过无名管道向子进程发送字符,子进程收到数据后将字符串中的小写字符转换成大写并输出。

 

 

 

 

 

 FIFO文件的特性
a) 查看文件属性
当使用 mkfifo 创建 hello 文件后,查看文件信息如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c) fifo 文件特性
根据前面两个实验,可以总结:
(1)文件属性前面标注的文件类型是 p ,代表管道
(2)文件大小是 0
(3)fifo 文件需要有读写两端,否则在打开 fifo 文件时会阻塞
如果在 open 的时候,使用了非阻塞方式,肯定是不会阻塞的。
特别地,如果以非阻塞写的方式 open ,同时没有进程为该文件以读的方式打开,会导致 open 返回错误(-1),同时 errno 设置成ENXIO.

3.编写两个程序使用第2题中创建的管道进行通信。
例题:编写两个程序,分别是发送端 pipe_send 和接收端面 pipe_recv 。程序 pipe_send 从标准输入接收字符,并发送到程序 pipe_recv ,同时 pipe_recv 将接收到的字符打印到屏幕。

 

 

 

 

创建 IPC 内核对象
在创建 IPC 内核对象时,用户程序一定需要提供 key 值才行。
实际上,创建 IPC 内核对象的函数和获取内核对象 id 的函数是一样的,都是使用 get 后缀函数。
比如在键值 0x8888 上创建 ipc 内核对象, 并获取其 id ,应该像下面这样:

// 在 0x8888 这个键上创建内核对象,权限为 0644,如果已经存在就返回错误。
int id = shmget(0x8888, 4096, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
int id = msgget(0x8888, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
int id = semget(0x8888, 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
// 第二个参数表示创建几个信号量

例题:程序 ipccreate 用于在指定的键值上创建 ipc 内核对象。使用格式为 ./ipccreate ,比如./ipccreate 0 0x8888 表示在键值 0x8888 上创建共享内存。

 

 

5.编写一个程序可以用来创建、删除内核对象,也可以挂接、卸载共享内存,还可以打印、设置内核对象信息。
例题:编写一个程序 shmctl 可以用来创建、删除内核对象,也可以挂接、卸载共享内存,还可以打印、设置内核对象信息。具体使用方法具体见下面的说明:

./shmctl -c : 创建内核对象。
./shmctl -d : 删除内核对象。
./shmctl -v : 显示内核对象信息。
./shmctl -s : 设置内核对象(将权限设置为 0600 )。
./shmctl -a : 挂接和卸载共享内存(挂接 5 秒后,再执行 shmdt ,然后退出)。

 

 

 

 

 

 

posted @ 2021-06-17 23:23  姗宝  阅读(13)  评论(0编辑  收藏  举报