Linu进程间通信试验报告

1、实验六：Linux进程间通信(2)(4课时) 实验目得： 理解进程通信原理；掌握进程中信号量、共享内存、消息队列相关得函数得使用. 实验原理： Linux下进程通信相关函数除上次实验所用得儿个还有： 信号量 A信号量乂称为信号灯，它就是用来协调不同进程间得数据对象得，而最主要 得应用就是前一节得共享内存方式得进程间通信。要调用得第一个函数就是 semget,用以获得一个信号量ID。 int s emg e t( k ey_t key, int nsems, i nt fla g ); key就是I PC结构得关键字，flag将来决定就是创建新得信号量集合，还 就是引用一个现有得信号量集合。ns

2、ems就是该集合中得信号量数。如果就是 创建新 集合(一般在服务器中)，则必须指定nsems：如果就是引用一个现 有得信号量集合(一般在客户机中)则将nsems指定为0。 se mctl函数用来对信号量进行操作. in t s e mctl( in tsemid , in t sem n um, in t cm d , union semun arg); 不同得操作就是通过cmd参数来实现得，在头文件sem. h中定义了 7种 不同得操作,实际编程时可以参照使用. semop函数自动执行信号量集合上得操作数组。 int semop(int semid, struct s e m b u f s

3、emopa r r a y L size_t nops)； se moparray就是一个指针，它指向一个信号量操作数组。n ops规定该 数组中操作得数量. 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(该文件必须就是存在而且可以访问得)，i d就是子序号,虽然为int,但就是只有8个比特被使用(0-25 5 )o 当成功执行得时候，一个key_t值将会被返回，否则一1被返回。 共享内存 共享内存就是运行在同一台机器上得进程间通信最快得方式,因为数据不需 要在不同得进程间复制通常山一个进程创建一块共享内存

4、区，其余进程对这块 内存区进行读写首先要用得函数就是s hmge t ,它获得一个共享存储标识符. # i n c 1 u d e # in c lude h #in c lude sys/shm、h in t s h m g et (key_t key. int si z e , i nt flag); 当共享内存创建后，其余进程可以调用shmat()将其连接到自身得地址空 间中。 void * shm a t ( i nt shmid, void 火add门 int flag); s hmid为s hmg e t函数返回得共享存储标识符，add r与fl a g参数决定 7以什么方式来确定

5、连接得地址，函数得返回值即就是该进程数据段所连接得实 际地址，进程可以对此进程进行读写操作。 断开共享内存连接： 与shma t函数相反，shmd t就是用来断开与共享内存附加点得地址， 禁止本进程访问此片共享内存 函数原型 int shm d t (const void *shmad d r) 函数传入值 shmadd r：连接得共享内存得起始地址 函数返回值 成功:0 出错:-1,错误原因存于error中 附加说明 本函数调用并不删除所指定得共享内存区，而只就是将先前用shm at函数 连接(attach)好得共享内存脱离(deta ch)目前得进程 错误代码 E I NVAL:无效得参数

6、shma d d n 消息队列 消息队列就就是一个消息得链表。可以把消息瞧作一个记录,具有特定得格 式以及特定得优先级. 1、创建新消息队列或取得已存在消息队列 原型：in t msgget(key_t key, i nt m s gflg); 参数： key：键值，可以指定,也可以由函数ftok生成。 msgf lg:IPC_CREAT值，若没有该队列，则创建一个并返回新标识符； 若已存在，则返回原标识符。 IPC_EXCL值，若没有该队列，则返回若已存在，则返回0。 2、向队列读/写消点 原型： msg rev从队列中取用消息： ssi z e t m s g r cv(int msqid

7、, void * msgp, siz e_ t msg s z , Ion g msg t y p , int m s gflg); msgs n d将数据放到消息队列中： 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); 参数： msq i d：消息队列得标识码 msgp:指向消息缓冲区得指针，此位置用来暂时存储发送与接收得消 m s gsz:消息得大小。 msgtyp：从消息队列内读取得消息形态如果值为零，则表示消息队列中 得所有消息都会被读取. m sgflg：用来指明核心程序

8、在队列没有数据得情况下所应采取得行动。 3、设置消息队列属性 原型：i nt m s gctl (in t m s gq i dz i nt c m d , struct msqid_ d s * bu f ); 参数:msgctl系统调用对msgq i d标识得消息队列执行c md操作，系 统定义了 3 种 c m d 操作：IPC_STAT , IPC_SET , IPC RM I D IPC_STAT :该命令用来获取消息队列对应得m s q i d_d s 数据 结构，并将其保存到buf指定得地址空间。 IPC_SET :该命令用来设置消息队列得属性,要设置得属性存储在b uf中。 I

9、PC_RMID :从内核中删除msqid 标识得消息队列。 实验内容： 1、完成教材上信号量实例，想一下f to k函数得作用？修改例子，创建2个进 程完成原来父子进程对应得操作. 子进程代码： #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 de ffdef i neDELAY JTIME3 unio n s emu n 、int val； struct semid_ds * b uf； 、u n signe d shor t

10、*a r r a y ； ； in t i n it_sem(int s c md, int init_ value) ( union semunsem_union； 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

11、 (semd, 0PC_RMID,Sm_un ion) =1) * 、 pe r ror (Delet e semaphore)； return -1； 打 int s em_p (int s 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 。struct s e mid_d s *buf： 。un s igned s h ort *array; ; int init_ s em(i n t sem_id,

12、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 : 3 retu r n 0 ; int d el_s e m ( i nt s em_ i d) un i o n $ emun $ em_union： if (s e mctl ( s em id,

13、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 in t sem_v(int s e m_id) st r uct sem b uf s em_b; 。sem_b、sem_num =

14、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, o r eturn 3 。return 0; i nt m a in() 。pid_t res u It： i n t s e mjd; semjd =semge 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 th

15、e 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、完成教材上共孕内存实例，查瞧运行情况。然后修改ftok函数得参数，并编 写两个进程完成实例原来得工作. 代码： # i n elude #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 2048 int main () p i d_t pi

16、 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 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 o

17、r (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 e s hm_a ddr)； prin t f( C hil 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)

18、 qprintf (HChi 1 d :Wait fo r e n a ble dat a 八、nH)； a os I eep (5)： o o q 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)：。 “if (shmctl ( s hmi d , I P C_RMID，NULL) =-l) “perror(”Child : shmctl ( I PC_RM I D)nH)： exit (1)； 。 els e 。pr i nt f (nDe 1 et e s h a redm emo rynH)； sy s t e m Cipc