操作系统实验,实验7管道通信讲述.ppt

实验七 管道通信 实验目的 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别、进一步认识并发执行的实质 了解并熟悉Linux系统中利用管道实现进程通信的基本概念及方法 熟悉Linux提供的有关系统调用函数/库函数，并能使用这些函数 实验准备及预习 阅读讲义《附件8-管道通信》，了解Linux系统中利用管道实现进程通信的基本概念及方法 熟悉Linux提供的有关系统调用函数/库函数：pipe()、mkfifo、close()、read()、write()、lockf() 管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，也是一种使用非常频繁的通信机制 逻辑上被看作管道文件，只存在于内存中 管道是单向的、先进先出的、无结构的、固定大小的字节流，把一个进程的标准输出和另一个进程的标准输入连接在一起 写进程在管道的尾端写入数据，读进程在管道的首端读出数据 数据读出后将从管道中移走，其它读进程都不能再读到这些数据 管道提供了简单的流控制机制 进程试图读空管道时，在有数据写入管道前，进程将一直阻塞 管道已经满时，进程再试图写管道，在其它进程从管道中移走数据之前，写进程将一直阻塞 管道克服使用文件通信的两个问题 限制管道的大小 管道是一个固定大小的缓冲区 Linux中，该缓冲区的大小为1页，即4K字节，因此不像文件那样不加检验地增长 写管道时可能变满，当这种情况发生时，随后对管道的write()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被读取，以便腾出足够的空间供write()调用写 　　 读取进程可能工作得比写进程快 当所有当前进程数据已被读取时，管道变空 随后的read()调用将默认地被阻塞，等待某些数据被写入 例1：管道可用于输入输出重定向，它将一个命令的输出直接定向到另一个命令的输入。比如，当在某个shell程序（Bourneshell或C shell等）键入who│wc -l后，相应shell程序将创建who以及wc两个进程和这两个进程间的管道。考虑下面的命令行： $kill -l 显示当前系统支持的所有信号 $kill -l | grep SIGRTMIN 管道的创建 #include unistd.h int pipe(int fd[2]) 功能：创建一个管道，管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述 注意 管道的两端是固定任务的，一端只能用于读，由描述字fd[0]表示，称为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示，称为管道写端 如果试图从管道写端读取数据，或者向管道读端写入数据都将导致错误发生 一般文件的I/O函数都可以用于管道，如close、read、write等等 例2：使用系统调用pipe()建立一条管道线，两个子进程p1和p2分别向管道各写一句话：child1 is sending a message!和child2 is sending a message!，父进程则从管道中读出来自子进程的信息，并显示在屏幕上。 #include unistd.h #include stdio.h main() { int fd[2]; int pid1,pid2; char OutPipe[100], InPipe[100]; pipe(fd); while((pid1=fork())==-1); if(pid1==0){ printf(“child process1 %d\n”,getpid()); lockf(fd[1],1,0); /*加锁锁定写入端*/ sprintf(OutPipe, “child1 is sending a message!”); write(fd[1], OutPipe, 50);/*将buf中的50个字符写入管道*/ sleep(5); /*睡眠5秒，暂时放弃CPU*/ lockf(fd[1],0,0); /*解锁释放写入端*/ exit(0); /*结束进程pid1 */ } else{// else if pid1 while((pid2=fork())==-1); if(pid2==0){ printf(“child process2 %d\n”,getpid()”); lockf(fd[1],1,0); sprintf(OutPipe, “child2 is sending a message!”); write(fd[1], OutPipe, 50); sleep(5); lockf(fd[1],0,0); exit(0); } }else{ /*else if pid2*/ printf(“parent process %d\n”,getpid())