实验八

实验八

项目内容
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这个作业的要求在哪里 <实验八 进程间通信>
学号-姓名 18043124-杨浩玮
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。

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。

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

接下来你的 cat 命令被阻塞住。
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。

 

 

) fifo 文件特性
根据前面两个实验,可以总结:
文件属性前面标注的文件类型是 p ,代表管道
文件大小是 0
fifo 文件需要有读写两端,否则在打开 fifo 文件时会阻塞
当然了,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 .
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,我们在运行 pipe_send 的终端输入数据,然后我们就可以在运行
pipe_recv 的终端看到相应的输出:

 

 

 

 

2. IPC 内核对象
每个 IPC 内核对象都是位于内核空间中的一个结构体。具体的对于共享内存、消息队列和信号量,他
们在内核空间中都有对应的结构体来描述。当你使用 get 后缀创建内核对象时,内核中就会为它开辟
一块内存保存它。只要你不显式删除该内核对象,它就永远位于内核空间中,除非你关机重启。

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。

 

 

 

 3. 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:
./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)。

 

 

 

 

 

 先在另一个终端执行 ./shmctl -a ,然后在当前终端执行 ./shmctl -v (注意手速,5秒内要搞定)。

 

 

 

 

4. 消息队列
消息队列本质上是位于内核空间的链表,链表的每个节点都是一条消息。每一条消息都有自己的消息类
型,消息类型用整数来表示,而且必须大于 0.每种类型的消息都被对应的链表所维护,下图 展示了内
核空间的一个消息队列:

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。

 

 

msg_recv 程序接收一个参数,表示接收哪种类型的消息。比如 ./msg_recv 4 表示接收类型为 4 的消
息,并打印在屏幕。

 

 

 

 

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 :

 

 

5. 信号量
设置和获取信号量值的函数 semctl

例题:信号量操作 示例

 

 

 

 

 

 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 。

 

 

 

posted @ 2021-06-10 22:52  lclx  阅读(16)  评论(0编辑  收藏  举报