实验八、进程间通信

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学号-姓名 18043209-黄振霆
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

posted @ 2021-06-13 15:08  Weiyz  阅读(12)  评论(0编辑  收藏  举报