Linu实验 实验七 进程通信.docx

进程通信 一、实验目的 1、了解什么是管道 2、熟悉UNIX/LINUX 支持的管道通信方式 二、实验内容实验指导 1、什么是管道 UNIX 系统在OS 的发展上，最重要的贡献之一便是该系统首创了管道（pipe）。这也是 UNIX 系统的一大特色。 所谓管道，是指能够连接一个写进程和一个读进程的、并允许它们以生产者—消费者方式进行通信的一个共享文件，又称为pipe 文件。由写进程从管道的写入端（句柄1）将数据写入管道，而读进程则从管道的读出端（句柄0）读出数据。 写入端：句柄fd[1] 读出端：句柄fd[0] 2、管道的类型： 、有名管道 一个可以在文件系统中长期存在的、具有路径名的文件。用系统调用 mknod( )建立。它克服无名管道使用上的局限性，可让更多的进程也能利用管道进行通信。因而其它进程可以 知道它的存在，并能利用路径名来访问该文件。对有名管道的访问方式与访问其他文件一样， 需先用open( )打开。 、无名管道 一个临时文件。利用pipe( )建立起来的无名文件（无路径名）。只用该系统调用所返回的文件描述符来标识该文件，故只有调用 pipe( )的进程及其子孙进程才能识别此文件描述符，才能利用该文件（管道）进行通信。当这些进程不再使用此管道时，核心收回其索引结点。二种管道的读写方式是相同的，本文只讲无名管道。 3、pipe 文件的建立 分配磁盘和内存索引结点、为读进程分配文件表项、为写进程分配文件表项、分配用户文件描述符 4、读/写进程互斥 内核为地址设置一个读指针和一个写指针，按先进先出顺序读、写。为使读、写进程互斥地访问 pipe 文件，需使各进程互斥地访问pipe 文件索引结点中的直接地址项。因此，每次进程在访问 pipe 文件前，都需检查该索引文件是否已被上锁。若是，进程便睡眠等待， 否则，将其上锁，进行读/写。操作结束后解锁，并唤醒因该索引结点上锁而睡眠的进程。 三、所涉及的系统调用 1、pipe( ) 建立一无名管道。系统调用格式 pipe(filedes) 参数定义 int pipe(filedes); int filedes[2]; 其中，filedes[1]是写入端，filedes[0]是读出端。 该函数使用头文件如下： #include unistd.h #inlcude signal.h #include stdio.h 2、read( ) 系统调用格式 read(fd,buf,nbyte) 功能：从 fd 所指示的文件中读出 nbyte 个字节的数据，并将它们送至由指针 buf 所指示的缓冲区中。如该文件被加锁，等待，直到锁打开为止。 参数定义 3、write( ) 系统调用格式 int read(fd,buf,nbyte); int fd; char *buf; unsigned nbyte; write(fd,buf,nbyte) 功能：把 nbyte 个字节的数据，从 buf 所指向的缓冲区写到由 fd 所指向的文件中。如文件加锁，暂停写入，直至开锁。 参数定义同 read( )。四、参考程序#include stdio.h int pid； int main( ) { int fd[2]; char buf[100]; if(pipe(fd)==-1) {printf(“Error opening pipe!\n”); exit(1);} /*创建一个管道*/ pid1=fork( )； if(pid0) {printf(“Failed to fork new process!\n”); exit(1);} else if(pid0) { close（fd[0]）; /*关闭父进程的读取数据端 write(fd[1],“what a wonderful world!”,50); /*向管道写长为 50 字节的串*/ sleep(5); /*自我阻塞 5 秒*/ printf(“Parent: Write tp pipe successfully!\n”); wait(); /*等待子进程结束*/ exit(0); } else { close（fd[1]）; /*关闭子进程的写入数据端*/ sleep(5); read(fd[0],buf,50); /*从管道读出 50 字节的串到buf 中printf(“Child: Reading from the pipe: %s\n”,buf); exit(0); } Return 0; } 五、运行结果 说明该程序实现的功能，并给出运行结果。六、思考题 1、程序中的sleep(5)起什么作用？ 2、子进程为什么也能对管道进行操作？