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学号-姓名 18043218-漆光萍
作业学习目标 了解进程间通信的常用方式;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。
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
2.举例说明使用 mkfifo 命令创建命名管道以及简单演示管道如何工作
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
某些版本的系统在 hello 文件后面还会跟着个 符号,像这样 hello
b) 使用 cat 命令打印 hello 文件内容
可以看到cat已经被堵塞了。
开启另一个终端,执行
然后你会看到被阻塞的 cat 又继续执行完毕,在屏幕打印 “hello world” 。
如果你反过来执行上面两个命令,会发现先执行的那个总是被阻塞。
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。


分别开启两个终端,分别运行pipe_send和pipe_recv:


现在两个终端都处于阻塞状态,在运行pipe_send的终端输入数据,然后就可以在运行的pipe_recv的终端看到相应的输出


4.编写两个程序分别通过指定的键值创建 IPC 内核对象,以及获取该指定键值的 IPC 内核对象。
IPC 内核对象
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。


获取ipc内核对象
程序 ipcget 用于在指定的键值上获取 ipc 内核对象的 id 号。
使用格式为 ./ipcget ,比如./ipcget 0 0x8888 表示获取键值 0x8888 上的共享内存 id 号


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。
共享内存
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:



先在另一个终端执行 ./shmctl -a ,然后(5s内)立即在当前终端执行 ./shmctl -v

先在另一个终端执行 ./shmctl -a ,运行结束后,然后在当前终端执行 ./shmctl -v

6.编写两程序分别用于向消息队列发送数据和接收数据。 msg_send 程序定义了一个结构体 Msg ,消息正文部分是结构体 Person 。该程序向消息队列发送了 10 条消息。
消息队列
例题:程序 msg_send 和 msg_recv 分别用于向消息队列发送数据和接收数据。 msg_send 程序定义了一个结构体 Msg ,消息正文部分是结构体 Person 。该程序向消息队列发送了 10 条消息


先运行./msg_send,再运行./msg_recv
接收所有消息:

接收类型为 4 的消息,这时要重新运行 ./msg_send

接收类型小于等于 3 的所有消息,这是不用再运行 ./msg_send

7.编写程序举例说明信号量如何操作。
例题:信号量操作 示例


8.编写程序使用信号量实现父子进程之间的同步,防止父子进程抢夺 CPU 。
例题:使用信号量实现父子进程之间的同步,防止父子进程抢夺 CPU


这里可以看到字符是成对出现的,如果修改程序把63行 sem_p(); 和70行 sem_v();
注释掉,在编译运行会发现字符可能就不会成对出现了,这里就是用信号量来帮我们实现进程间的同步的