操作系统实验三进程的管道通信.docx

实验三进程的管道通信
一、实验目的：
（1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；
（2）学习进程创建的过程，进一步认识并发执行的实质；
（3）分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法；
（4）学习解决进程同步的方法；
（5）掌握Linux系统进程间通过管道通信的具体实现方法。
二、实验内容及要求：
（1）使用系统调用pipe()建立一条管道线，两个子进程分别向管道写一句话（写的内容自己定，但要有该进程的一些信息）；
（2）父进程从管道中读出来自两个子进程的消息，显示在屏幕上；
（3）要求：父进程首先接收子进程p1发来的消息，然后再接收子进程p2发来的消息；
（4）两个子进程要并发执行；
（5）实现管道的互斥使用。当一个子进程正在对管道进行写操作时，另一个欲写入管道的子进程必须等待。使用系统调用lockf(fd[1],1,0)实现对管道的加锁操作，用lockf(fd[1],0,0)解除对管道的锁定；
（6）实现父子进程的同步，当父进程试图从一空管道中读取数据时，便进入等待状态，直到子进程将数据写入管道返回后，才将其唤醒。
三、实现：
相关的系统调用
fork()用于创一个子进程。
格式：intfork();
返回值：在子进程中返回0；在父进程中返回所创建的子进程的ID值；当返回-1时，创建失败。

wait()常用来控制父进程与子进程的同步。
在父进程中调用wait()，则父进程被阻塞，进入等待队列，等待子进程结束。当子进程结束时，父进程从wait()返回继续执行原来的程序。
返回值：大于0时，为子进程的ID值；等于-1时，调用失败。

exit()是进程结束时最常调用的。
格式：voidexit(intstatus);其中，status为进程结束状态。

pipe()用于创建一个管道
格式：pipe(intfd);
其中fd是一个由两个数组元素fd[0]和fd[1]组成的整型
数组，fd[0]是管道的读端口，用于从管道读出数据,fd[1]是管道的写端口，用于向管道写入数据。
返回值：0调用成功；-1调用失败。

sleep()使调用进程睡眠若干时间，之后唤醒。
格式：sleep(intt);其中t为睡眠时间。

lockf()用于对互斥资源加锁和解锁。在本实验中该调用的格式为：
lockf(fd[1],1,0)；/*表示对管道的写入端口加锁。
lockf(fd[1],0,0)；/*表示对管道的写入端口解锁。

write(fd[1],String,Length)将字符串String的内容写入管道的写入口。

read(fd[0],String,Length)从管道的读入口读出信息放入字符串String中。
程序流程图

图1父进程流程图

图2子进程P1流程图
四、运行结果及说明

五、源代码
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<error.h>
#include<wait.h>
#include<unistd.h>
intmain(){
intpid1,pid2,pid3;
intfd[2];
charoutpipe[60],inpipe[60];
pipe(fd);//创建一个管道
while((pid1=fork())==-1);
printf("pid1=%d\n",pid1);
if(pid1==0){
printf("TheChildprocess1issendingmessage!\n");
lockf(fd[1],1,0);//互斥
sprintf(outpipe,"Thisisthechild1process'smessage!\n");
write(fd[1],outpipe,60);
sleep(1);//自我阻塞1秒,让出机会执行下一个进程，增加并发度
lockf(fd[1],0,0);
exit(0);
}
else{
while((pid2=fork())==-1);
printf("pid2=%d\n",pid2);
if(pid2==0){
printf("TheChildprocess2issendingmessage!\n");
lockf(fd[1],1,0);
sprintf(outpipe,"Thisisthechild2process'smessage!\n");
write(fd[1],outpipe,60);
sleep(1);
lockf(fd[1],0,0);
exit(0);
}
else{
while((pid3=fork())==-1);
printf("pid3=%d\n