操作系统课程设计进程间通信

时间：2025-07-07

这个是自己做的,觉得还不错的样子呢,大家看看喜欢就下下来吧

2003级《操作系统》课程设计指导二

-----进程间通信设计

2006/6/20 沈奕鹏管建军

一、设计目的

Linux系统的进程通信机构(IPC)允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通信机制、共享存储区机制及信息量机制。

二、设计内容

1.消息的创建，发送和接收。

①使用系统调用msgget()，msgsnd()，msgrev()及msgctl()编制一长度为1K的消息的发送和接收程序。

②观察上面程序，说明控制消息队列系统调用msgctl()在此起什么作用?

2.共享存储区的创建、附接和断接。

使用系统调用shmget()，shmat()，sgmdt()，shmctl()，编制一个与上述功能相同的程序。

三、指导步骤

1.消息的创建、发送和接收

(任务)

使用系统调用msgget(),msgsnd(),msgrev(),及msgctl()编制一长度为1K的消息发送和接收的程序。

(程序设计>

(1)为了便于操作和观察结果,用一个程序作为“引子”,先后fork()两个子进程, SERVER和CLIENT,进行通信。

(2)SERVER端建立一个Key为75的消息队列,等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息,则作为结束信号,取消该队列,并退出

SERVER。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received"。

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(3)CLIENT端使用key为75的消息队列,先后发送类型从10到1的消息,然后退出。最后的一个消息,即是SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。

(4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。

<程序)

/*e-2-1*/

#include<stdio.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/msg.h>

#include<sys/ipc.h>

#define MSGKEY 75 /*定义关键词MEGKEY*/

struct msgform /*消息结构*/

{

long mtype;

char mtext[l030]; /*文本长度*/

}msg;

int msgqid,i;

void CLIENT()

{ int i;

msgqid=msgget(MSGKEY,0777);

for(i=10;i>=1; i--)

{

msg.mtype=i;

printf("(client)sent\n");

msgsnd(msgqid,&msg,1024,0); /*发送消息msg入msgid消息队列*/ }

exit(0);

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}

void SERVER()

{

msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT); /*由关键字获得消息队列*/ do

{

msgrcv(msgqid,&msg,1030,0,0); /*从msgqid队列接收消息msg */ printf("(server)received\n");

}while(msg.mtype!=1); /*消息类型为1时,释放队列*/

msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);

exit(O);

}

int main()

{

while((i=fork())==-1);

if(!i)SERVER();

while((i=fork())==-1);

if(!i)CLIENT();

wait(0);

}

(结果)

从理想的结果来说,应当是每当Clinet发送一个消息后,Server接收该消息,Clinet再发送下一条。也就是说“(Clinet)sent"和

“(server)received"的字样应该在屏幕上交替出现。

实际的结果大多是,先由Clinet发送了两条消息,然后Server接收一条消息。此后C1inet-Server交替发送和接收消息。最后Server一次接

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收两条消息。Client和Server分别发送和接收了10条消息,与预期设想一致。

(分析)

message的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不在激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成了上面的现象,在多次send message后才receive message。这一点有助于理解消息传送的实现机理。

2.共享存储区的创建,附接和断接

(任务)

使用系统调用shmget(),sgmat(),smgdt(),shmctl(),编制一个与上述相同功能的程序。

<程序设计>

(1)为了便于操作和观察结果,用一个程序作为“引子”,先后fork()两个子进程, SERVER和CLIENT,进行通信。

(2)SERVER端建立一个Key为75的共享区,并将第一个字节置为-1。作为数据空的标志。等待其他进程发来的消息。当该字节的值发生变化时,表示收到了信息,进行处理。然后再次把它的值设为-1。如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出 SERVER。SERVER每接收到一次数据后显示“(server)received”。

(3)CLIENT端建立一个Key为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时,Server端空闲,可发送请求。CLIENT随即填入9到0。期间等待Server端的再次空闲。进行完这些操作后,CLIENT退出。CLIENT每发送一次数据后显示“(client)sent"。

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(4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。

(程序)

/*e-2-2*/

#include<sys/types.h>

#include<sys/msg.h>

#include<sys/ipc.h>

#define SHMKEY 75 /*定义共享区关键词*/

int shmid,i;

int *addr;

void CLIENT()