Linu進程間通信實驗報告

1、實驗六：Linux進程間通信(2)(4課時)實驗目得：理解進程通信原理；掌握進程中信號量、共享內(nèi)存、消息隊列相關(guān)得函數(shù)得使用. 實驗原理：Linux下進程通信相關(guān)函數(shù)除上次實驗所用得兒個還有： 信號量A信號量乂稱為信號燈，它就是用來協(xié)調(diào)不同進程間得數(shù)據(jù)對象得，而最主要 得應用就是前一節(jié)得共享內(nèi)存方式得進程間通信。要調(diào)用得第一個函數(shù)就是 semget,用以獲得一個信號量ID。int s emg e t( k ey_t key, int nsems, i nt fla g );key就是I PC結(jié)構(gòu)得關(guān)鍵字，flag將來決定就是創(chuàng)建新得信號量集合，還 就是引用一個現(xiàn)有得信號量集合。nsems就是該

2、集合中得信號量數(shù)。如果就是 創(chuàng)建新 集合(一般在服務器中)，則必須指定nsems：如果就是引用一個現(xiàn) 有得信號量集合(一般在客戶機中)則將nsems指定為0。se mctl函數(shù)用來對信號量進行操作.in t s e mctl( in tsemid , in t sem n um, in t cm d , union semun arg);不同得操作就是通過cmd參數(shù)來實現(xiàn)得，在頭文件sem. h中定義了 7種 不同得操作,實際編程時可以參照使用.semop函數(shù)自動執(zhí)行信號量集合上得操作數(shù)組。int semop(int semid, struct s e m b u f semopa r r a

3、 y L size_t nops)；se moparray就是一個指針，它指向一個信號量操作數(shù)組。n ops規(guī)定該 數(shù)組中操作得數(shù)量.ftok原型如下：k e y_t fto k ( cha r * fname, int id )f n ame就就是指定得文件名(該文件必須就是存在而且可以訪問得)，id就是子序號,雖然為int,但就是只有8個比特被使用(0-25 5 )o當成功執(zhí)行得時候，一個key_t值將會被返回，否則一1被返回。共享內(nèi)存共享內(nèi)存就是運行在同一臺機器上得進程間通信最快得方式,因為數(shù)據(jù)不需 要在不同得進程間復制通常山一個進程創(chuàng)建一塊共享內(nèi)存區(qū)，其余進程對這塊 內(nèi)存區(qū)進行讀寫首先

4、要用得函數(shù)就是s hmge t ,它獲得一個共享存儲標識符.# i n c 1 u d e # in c lude h#in c lude sys/shm、hin t s h m g et (key_t key. int si z e , i nt flag);當共享內(nèi)存創(chuàng)建后，其余進程可以調(diào)用shmat()將其連接到自身得地址空 間中。void * shm a t ( i nt shmid, void 火add門 int flag);s hmid為s hmg e t函數(shù)返回得共享存儲標識符，add r與fl a g參數(shù)決定 7以什么方式來確定連接得地址，函數(shù)得返回值即就是該進程數(shù)據(jù)段所連接得

5、實 際地址，進程可以對此進程進行讀寫操作。斷開共享內(nèi)存連接：與shma t函數(shù)相反，shmd t就是用來斷開與共享內(nèi)存附加點得地址， 禁止本進程訪問此片共享內(nèi)存函數(shù)原型int shm d t (const void *shmad d r)函數(shù)傳入值shmadd r：連接得共享內(nèi)存得起始地址函數(shù)返回值成功:0出錯:-1,錯誤原因存于error中附加說明本函數(shù)調(diào)用并不刪除所指定得共享內(nèi)存區(qū)，而只就是將先前用shm at函數(shù) 連接(attach)好得共享內(nèi)存脫離(deta ch)目前得進程錯誤代碼E I NVAL:無效得參數(shù)shma d d n消息隊列消息隊列就就是一個消息得鏈表?？梢园严⑶谱饕粋€

6、記錄,具有特定得格 式以及特定得優(yōu)先級.1、創(chuàng)建新消息隊列或取得已存在消息隊列原型：in t msgget(key_t key, i nt m s gflg);參數(shù)：key：鍵值，可以指定,也可以由函數(shù)ftok生成。msgf lg:IPC_CREAT值，若沒有該隊列，則創(chuàng)建一個并返回新標識符； 若已存在，則返回原標識符。IPC_EXCL值，若沒有該隊列，則返回若已存在，則返回0。2、向隊列讀/寫消點原型：msg rev從隊列中取用消息：ssi z e t m s g r cv(int msqid, void * msgp, siz e_ t msg s z , Ion g msg t y p

7、, int m s gflg);msgs n d將數(shù)據(jù)放到消息隊列中：int ms g s n d (i nt m s qid, const void s g p , size_t msgs z , i nt msgf 1 g);參數(shù)：msq i d：消息隊列得標識碼msgp:指向消息緩沖區(qū)得指針，此位置用來暫時存儲發(fā)送與接收得消m s gsz:消息得大小。msgtyp：從消息隊列內(nèi)讀取得消息形態(tài)如果值為零，則表示消息隊列中 得所有消息都會被讀取.m sgflg：用來指明核心程序在隊列沒有數(shù)據(jù)得情況下所應采取得行動。3、設置消息隊列屬性原型：i nt m s gctl (in t m s gq

8、 i dz i nt c m d , struct msqid_ d s * bu f );參數(shù):msgctl系統(tǒng)調(diào)用對msgq i d標識得消息隊列執(zhí)行c md操作，系 統(tǒng)定義了 3 種 c m d 操作：IPC_STAT , IPC_SET , IPC RM I DIPC_STAT :該命令用來獲取消息隊列對應得m s q i d_d s 數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，并將其保存到buf指定得地址空間。IPC_SET :該命令用來設置消息隊列得屬性,要設置得屬性存儲在b uf中。IPC_RMID :從內(nèi)核中刪除msqid 標識得消息隊列。實驗內(nèi)容：1、完成教材上信號量實例，想一下f to k函數(shù)得作用？修改

9、例子，創(chuàng)建2個進程完成原來父子進程對應得操作.子進程代碼：#i n c 1 u d e#includeVuni s td、h#inc 1 ude s t d io. h)# i n c lude # inclu d c # i nclude# i n c I u deffdef i neDELAY JTIME3unio n s emu n、int val；struct semid_ds * b uf；、u n signe d shor t *a r r a y ；in t i n it_sem(int s c md, int init_ value)(union semunsem_union；

10、s c munionx val = i n i t_value：i f (s c me t l(sem_ i d , 0, SETVAL,sc m_union) =1)、 P error (I n itiali z e semap h ore11)；)心 t urn 0：i nt d e I_s e m(int semd )(、u nio n s emu n s c m_u n ion：“f (s c met I (semd, 0PC_RMID,Sm_un ion) =1)* 、 pe r ror (Delet e semaphore)；return -1；打int s em_p (int s

11、 emd)str u c t sembuf sem_b：sem b、sem_num =0 ；、s cm_b、s em_op =1；sem_ b、s em_f 1 g =SEM_UNDO： 、if(s e mop(s e m_id & spe r r or ( n P op e ra t io n ”)：“return)r e tur n 0 :i nt s em_ v (int s c md)stru c t s em b uf sem b :s em_num = 0 :sem_b、sem_o p = 1 ：、sem_b. s em_fl g =S E M_UNDO:i f ( s em o

12、p (sem_id,&sem_b 1 )=1)p e r r or (Vope rati o n )：。retu r n 1 :)4 re t urn 0：int m a in()(沖 i d_ t re s ult：i n t sem_ i d :4 s em_id = s emg e t ( f tok( M/ af ), 1 0 666 I I PC_CREAT)；“n i t_ s e m(semd, 0)：sprint f(Ch i Id proces s wi 1 I w a i t for some seco n d s、 nu)：s leep(DELAY_TIME)：# pri

13、ntf (Th e r e turned va 1 ud is %d in t h e chi 1 d proce s s (PID = %d) n result, getpid()；osem_v (sc m_id)；等待進程：#include# i nc I u d e #in c 1 u d e (stdi o、h# i nc 1 u d e#inelude #inclu devsys/sem、h #include# define D ELAY_T I ME 3u n ion sem u n。i n t val;。struct s e mid_d s *buf：。un s igned s

14、h ort *array;int init_ s em(i n t sem_id, i n t ini I _val u e)u n i on s e mun s em_uni o n;。sem_u n ion、v a I = i n i t _value;if (s e me 11( s e md, 0, SETVAL,sem_u n io n ) = = 1 ) o P error(HI n i tialize sem a phore M ;。 return 1 :3retu r n 0 ;int d el_s e m ( i nt s em_ i d) un i o n $ emun $

15、 em_union：if (s e mctl ( s em id, 0 , IPC RMID, s em un i on) =-!.)o p e r r or ( H Dele t e semap h ore ” )：re l u r n 1；int s em_p (in t semjd) 。struct sem b uf sem_b：sem_b、s em_n um =0 :sem_b、s e m_op =- 1 : s e m_bx sem_flg=SEM_UNDO： i f (semop (s e m_ i dz&sem_b, 1 ) = = 1) nape rror (P operati

16、on ” )；。a ret u r n 1：n r e t urn 0;in t sem_v(int s e m_id)st r uct sem b uf s em_b;。sem_b、sem_num =0 :。s e m_b、sem_o p = 1 ：sem_b、sem_f 1 g= S EM_U NDO：。i f ( s emop(sem_id, &sem_b, 1 ) = = 1) o p e rror(nV operat i onH);o r eturn3。return 0;i nt m a in() 。pid_t res u It：i n t s e mjd;semjd =semge

17、I (f t ok(z J 3), 1, 0666 I IPC_CREAT);i n i t_s e m ( s e m_id,0);。s e m_ p ( s em_ i d )；pri n tf(nTh e ret u r n ed value i s %d in the father p r oc e s s ( P ID =%d) nt resultzgetpid ();。 s e m_v (sem J d )：。 de 1 _s e m(sem_id);2、完成教材上共孕內(nèi)存實例，查瞧運行情況。然后修改ftok函數(shù)得參數(shù)，并編 寫兩個進程完成實例原來得工作.代碼：# i n elud

18、e #inc 1 ude #include #in c lu d e std i o、h# i n c lude #in c lude string、h# d e f ine BU F FE RESIZE 2048int main () p i d_t pi d :i n t shmi d :a c har *shm_addr;ocha r f 1 ag= u WROTE ” :q char buffB UFFE R_SIZE oif( s hmid =shmg e t (IPC_PRI VAT 巳 BUFFER_SIZE, 06 6 6) ( 0) perrorCshm g et);exi

19、t (1)：else p ri n tf (MCre ate share d -memory: %d n： s h m i d);a sy s tem(i pcs;pi d = fork ();i f(p i d =1) a per r or (f o rkH);nex i t ( 1 )；o e 1 se i f (pid = 0) a i f(shm_addr = shma t (shmid.O, 0)= (void*)-l) a o pe r r o r(z/ Child: s hmat);e x it ( 1 )： e I s es hm_a ddr)；prin t f( C hil

20、d ： Att a ch s h are d m emo r y： %p n ” sys t em(Hipcs o w h i 1 e ( s trncmp (shm_a dd r, f I a g,s t rlen (flag) qprintf (HChi 1 d :Wait fo r e n a ble dat a 八、nH)；a os I eep (5)：o oq s t rep y(bufts h m_ad d r+s t r len(flag)：“ p r intf(Chi 1 : S h a re d memor y :%sn b u ff) 。if (shmd t (shm_add r )0) a operror ( M s h mdt);a ex i t (1);o e Is e printf (/ZC h ild： De a t tach s h are d memo r yn ”)；。a s ystem(Hip c s m)：?！癷f (shmctl ( s hmi d , I P C_RMID，NULL) =-l) “perror(”Child : shmctl ( I PC_R