操作系统实验报告——进程管道消息信号量共享存储区通信实验

一、实验目的

理解进程管道、消息、共享存储区和信号量通信的原理。 2．理解进程通信的原理。 3．掌握管道通信机制。 4．熟悉无名管道和有名管道通信的实现。 5．掌握信号量通信机制和共享存储区通信机制。 6．熟悉信号量的构造、信号量的通信、共享区的连接与断开、数据的发送与获取。 7．编程实现父子进程间的同步；编程实现无名管道父子进程间的通信；编程实现有名管道父子进程间通信；编程创建一个私有队列，一个进程自己发送消息和接收消息；编写程序创建一个公共消息队列，实现客户进程和服务者进程之间的通信。运行并分析各自的输出结果。对观察到的内容做详细记录分析。 8．编写程序，通过信号量实现进程互斥共享文件的使用；编写程序，实现发送进程向共享存储区发送消息，接收进程从共享存储区中读出消息；运行并分析输出结果。对观察到的内容做详细记录分析，并写出实验报告。

二．实验环境

VMware WorkstationPro

三、实验内容与步骤

理解进程管道、消息、共享存储区和信号量通信的原理。 ①管道pipe：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。 pipe（）函数。pipe（）会建立管道，并将文件描述词由filedes数组返回。filedes[O]为管道的读取端，filedes[1]为管道的写入端。该函数若执行成功，则返回0，否则返回一1，错误原因存于errno中。 #include int pipe(int filedes[2]) ②消息队列MessageQueue：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。 msgsnd()函数。该函数定义在sys/types.h文件、sys/ipc.h文件及sys/msg.h文件中，函数原形为ingmsgsnd(int msqid，struct msgbuf * msgp，int msgsz，int msgflg）。msgsnd（）用来将参数msgp指定的消息送至参数msqid的消息队列内，参数msgp为msgbuf结构其定义如下： struct msgbuf { long mtypei；//消息的种类，必须大于0 char mtext[i]；//消息数据 } ③共享存储SharedMemory：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。 shmget（）函数。该函数定义在sys/ipc.h文件和sys/shm.h文件中，函数原形为int shmget（key_tkey，int size，int shmflg）。shmget（）用来取得参数key所关联的共享内存识别代号。如果参数key为IPC_PRI-VATE，则会建立新的共享内