实验题目:进程通信
实验目的
- 熟练使用 Linux 的 C 语言开发环境
- 掌握 Linux 操作系统下的并发进程间同步
- 掌握 Linux 操作系统下的进程间通信
实验内容
- 了解常见的消息通信方式：信号机制、消息队列机制、共享内存机制和管道机制。
- 掌握消息队列机制中常用的系统调用有：建立一个消息队列 msgget； 向消息队列发送
消息 msgsnd；从消息队列接收消息 msgrcv;取或送消息队列控制信息 msgctl。 - 掌握管道机制中常用的系统调用：建立管道文件 pipe；写操作 write，读操作 read。
- 了解信号机制中常用的系统调用。
- 了解共享内存机制中常用的系统调用。
1.共享内存的通信方式
（ 1） 有两个程序，一个是发送，一个是接收。
发送进程的代码如下：
/*共享内存的发送程序 sndshm.c，先运行发送程序，再运行接收程序*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
int main() {
int shmid;
/*共享内存的内部标识*/
char *viraddr;
/*定义附接到共享内存的虚拟地址*/
char buffer[BUFSIZ];
/*创建共享内存*/
shmid = shmget(1234, BUFSIZ, 0666|IPC_CREAT);
/*附接到进程的虚拟地址空间*/
viraddr = (char *)shmat(shmid, 0, 0);
/*循环输入信息，直到输入 end 结束*/
while(1) {
puts("Enter some text:");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
strcat(viraddr, buffer);
/*追加到共享内存*/
if(strncmp(buffer, "end", 3) ==0)
break;
}
shmdt(viraddr);
/*断开链接*/
return 0;
}
接收进程的代码如下：
/*共享内存的接收进程程序 rcvshm.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
int main() {
int shmid;
char *viraddr;
/*获取共享内存*/
shmid = shmget(1234, BUFSIZ, 0666|IPC_CREAT);
/*附接到进程的虚拟地址空间*/
viraddr = (char *)shmat(shmid, 0, 0);
/*打印信息内容*/
printf("your message is :\n %s", viraddr);
/*断开链接*/
shmdt(viraddr);
/*撤销共享内存*/
shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);
return 0;
}
捕获.PNG
2. 消息队列的通信方式
（ 1） 消息队列通信方式有两个程序，一个负责发送，另一个负责接收。
发送进程代码：
/*发送消息进程 sndfile.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/msg.h>
#define MAXMSG 512
/*定义消息长度*/
/*定义消息缓冲区队列中的数据结构*/
struct my_msg {
long int my_msg_type;
char some_text[MAXMSG];
}
msg;
int main() {
int msgid;
/*定义消息缓冲区内部标识*/
char buffer[BUFSIZ];
/*用户缓冲区*/
/*创建消息队列*/
msgid = msgget(1234, 0666|IPC_CREAT);
/*循环向消息队列中发送消息，直到输入 end 结束*/
while(1) {
puts("Enter some text:");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
msg.my_msg_type = 1;
strcpy(msg.some_text, buffer);
msgsnd(msgid, &msg, MAXMSG, 0);
/*发送消息到缓冲队列中*/
if (strncmp(msg.some_text, "end", 3) == 0)
break;
}
return 0;
}
接收进程代码：
/*消息队列机制的接收程序 rcvfile.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/msg.h>
#define MAXMSG 512
struct my_msg {
long int my_msg_type;
char some_text[MAXMSG];
}
msg;
int main() {
int msgid;
long int msg_to_receive = 0;
msgid = msgget(1234, 0666|IPC_CREAT);
/*循环从消息队列中接收消息，读入 end 结束接收*/
while (1) {
msgrcv(msgid, &msg, BUFSIZ, msg_to_receive, 0);
printf("You wrote:%s", msg.some_text);
if (strncmp(msg.some_text, "end", 3) == 0)
break;
}
msgctl(msgid, IPC_RMID, 0);
return 0;
}
捕获2.PNG
3. 管道通信
/*管道文件 pipe.c*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
int p1, fd[2];
char outpipe[50];
/*定义读缓冲区*/
char inpipe[50] = "This is a message from child!";
/*定义写缓冲区*/
pipe(fd);
while ((p1 = fork()) == -1);
if (p1 == 0)
/*子进程中写*/ {
write(fd[1], inpipe, 50);
} else
/*父进程中读*/ {
wait(0);
read(fd[0], outpipe, 50);
printf("%s \n", outpipe);
}
return 0;
}
结果：
捕获3.PNG
4.信号机制
第一个程序有信号处理机制
/*signal.c*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void int_func(int sig);
int k;
/*定义循环变量*/
void int_func(int sig) {
k = 0;
}
int main() {
signal(SIGINT, int_func);
k = 1;
while (k == 1) {
printf("Hello, world!\n");
}
printf("OK!\n");
printf("pid: %d, ppid: %d \n", getpid(), getppid());
}
捕获4.PNG
