Linux进程创建与进程通信实验指导书.doc

实验一、Linux进程创建与进程通信实验目的1. 熟悉有关Linux系统调用；2. 学习有关Linux的进程创建，理解进程创建后两个并发进程的执行；3. 通过系统调用wait()和exit()，实现父子进程同步；4. 掌握管道、消息缓冲等进程通信方法并了解其特点和使用限制。实验内容1. 父进程创建子进程实现父进程创建一个子进程，返回后父子进程分别循环输出字符串“The parent process.”及“The child process.”5次，每次输出后使用sleep(1)延时一秒，然后再进入下一次循环。给出源程序代码和运行结果。2. 父子进程同步 修改上题程序，使用exit()和wait()实现父子进程同步，其同步方式为父进程等待子进程的同步，即：子进程循环输出5次，然后父进程再循环输出5次。给出源程序代码和运行结果。3. Linux管道通信 编写一个程序，实现以下功能。给出源程序代码和运行结果。（1）父进程使用系统调用pipe()创建一个无名管道；（2）创建两个子进程，分别向管道发送一条信息后结束；子进程1发送：Child 1 is sending a message to parent!子进程2发送：Child 2 is sending a message to parent!（3）父进程从管道中分别接收两个子进程发来的消息并显示在屏幕上，父进程结束。两个子进程发送信息没有先后顺序要求。4. Linux消息缓冲通信 编写一个程序，实现以下功能。给出源程序代码和运行结果。 （1）父进程创建一个消息队列和一个子进程，由子进程发送消息，父进程等待子进程结束后接收子进程发来的消息，并显示消息内容。以“end”作为结束消息。 （2）分别编写发送进程和接收进程，由发送进程发送消息，接收进程接收消息。采用先执行发送进程后执行接收进程的方式同步。以“end”作为结束消息。 （3）模拟C/S通信，要求如下。（选做） 模拟客户端（client端）程序client，其功能如下。a） 显示下列服务功能菜单：Enter your choice:1. Save money2. Take moneyb） 接收用户键入的功能号进行选择；c） 将用户键入的功能号作为一条信息发送至消息队列，然后结束。模拟服务器端（Server端）程序server，其功能如下。a） 从消息队列接收Client端发来的一条消息；b） 根据消息作如下处理。若消息为“1”，则创建子进程1，由子进程1加载服务模块save，该模块的作用为显示以下信息：Your money was saved!若消息为“2”，则创建子进程2，由子进程2加载服务模块take，该模块的作用为显示以下信息：Please take your money!c） 等待子进程终止后，Server进程删除消息队列，然后结束。实验提示：1. C编译器gcc的使用GCC(GNU Compiler Collection)是目前Linux下最常用的C语言编译器，能够编译用CC+等语言编写的程序。通过GCC源码文件生成可执行文件的过程要经过4个阶段，分别是预处理、编译、汇编和链接。格式：gcc 【选项】 源文件 【目标文件】如不使用任何参数将生成一个名为a.out的文件，执行时输入./a.out（./表示在当前路径下）。2. 进程控制的系统调用fork系统调用创建新的子进程格式： pid=int fork()fork调用返回时，系统中已有两个用户级环境完全相同的进程存在，这两个进程从fork调用中得到的返回值不同，其中子进程得到的返回值为零，父进程得到的返回值是新创建子进程的进程标识号。3.进程通信的系统调用 pipe系统调用格式： int pipe (filedes)int filedes 2； 消息机制Msgid=msgget(key,msgflg)key_t key;int msgflg;Msgctl(msgid, cmd, buf)int msgid, cmd;msgqid_ds #buf;msgsnd(msgid, msgp, msgsz, msgflg)int msgid;struct msgbuf *msgp;int msgsz, msgflg;msgrcv (msgid, msgp, msgsz, msgtyp, msgflg );int msgid;struct msgbuf *msgp;int msgsz;long msgtyp;int msgflg;注：系统调用详细说明和使用示例可参考ppt资料。实验要求：1. 观察实验结果，分析结果产生原因。2. 实验结束一周后需提交实验报告和源程序文件。实验思考：1. 实验中如何实现的父子进程的同步？2. 管道通信的读写进程之间必须满足什么关系？3. 在使用消息缓冲通信进行通信时，发送和接收者之间的同步机制由谁提供？4. 消息缓冲通信与管道通信有何不同？当两个独立进程之间需传递大量信息时，应该使用哪一种通信方式？参考资料：【1】操作系统教程与实验，胡明庆等编著，清华大学出版社。【2】计算机操作系统教程-核心与设计原理，范策等编著，清华大学出版社。学习网站：红帽中国门户网站：;Fedora门户网站:;中国Linux公社：/cms/index.