操作系统实验(5).pdf
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本文内容涉及了操作系统中的进程间通信(IPC)机制,特别是管道(pipe)和消息队列(message queue)的使用方法和相关函数。同时,还提到了共享内存(shared memory)的管理,但具体内容被省略了。下面是根据提供的文件内容整理的知识点。 ### 管道(pipe)通信机制 管道是一种最基本的IPC机制,允许一个进程和另一个进程之间进行数据传输。在Linux系统中,管道表现为一个文件描述符数组`filedes`,通常包含两个文件描述符:`filedes[0]`用于读取数据,`filedes[1]`用于写入数据。 ```c #include <unistd.h> int pipe(int filedes[2]); ``` - `pipe()`函数创建一个管道,并将读端和写端的文件描述符分别存储在参数`filedes`数组的两个元素中。如果创建成功,函数返回0,否则返回-1并设置errno。 ### 消息队列(message queue) 消息队列允许不同进程通过队列进行通信,可以实现一对一或一对多的通信模式。消息队列使用`msgget()`函数创建或打开消息队列,并使用`msgsnd()`和`msgrcv()`函数发送和接收消息。 ```c #include <sys/msg.h> key_t msgget(key_t key, int msgflg); ``` - `msgget()`函数根据键值`key`和标志`msgflg`获取消息队列的标识符`msgqid`。`msgflg`可以指定为`IPC_CREAT`以创建一个新队列,或者`IPC_EXCL`以与`IPC_CREAT`结合使用,如果队列已存在则返回错误。 ```c int msgsnd(int msgqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg); ``` - `msgsnd()`函数向消息队列`msgqid`发送消息。消息结构体`msgp`通常包括一个`long`型的消息类型`mtype`和消息数据`mtext`。`msgflg`参数可以指定为`IPC_NOWAIT`,表示调用是非阻塞的。 ```c ssize_t msgrcv(int msgqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg); ``` - `msgrcv()`函数从消息队列`msgqid`中接收消息。`msgtyp`指定了希望接收的消息类型。使用`msgflg`可以指定接收行为,如`IPC_NOWAIT`。 ```c int msgctl(int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); ``` - `msgctl()`函数用于消息队列的控制操作,`cmd`可以是`IPC_RMID`用于删除消息队列。 ### 共享内存(shared memory) 尽管文档中并未提供共享内存部分的详细代码,但根据文件中的内容猜测,共享内存部分可能使用了`shmget()`、`shmat()`和`shmctl()`等函数进行管理。这些函数与共享内存的创建、附加到进程地址空间以及删除共享内存相关。 ```c #include <sys/shm.h> int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); ``` - `shmget()`函数用于创建或访问一个共享内存段,返回共享内存的标识符。 ```c void *shmat(int shmريد, const void *addr, int flag); ``` - `shmat()`函数将共享内存段附加到调用进程的地址空间。 ```c int shmctl(int shmrid, int cmd, struct shmid_ds *buf); ``` - `shmctl()`函数用于控制共享内存,包括删除共享内存段。 ### 编译运行示例程序 文档中提到的`server.c`和`client.c`是两个示例程序。在Linux环境下,这些C程序通常使用gcc编译器进行编译。编译命令可能如下: ```bash gcc server.c -o server gcc client.c -o client ``` 编译完成后,可以在终端中运行服务器程序和客户端程序: ```bash ./server & ./client ``` ### 运行状态检查 程序运行时,可以使用`ipcs`命令来查看系统中消息队列的状态,以及`ipcrm`命令来删除消息队列。 ### 错误处理 在编写涉及IPC的程序时,正确地处理错误是非常重要的。文档中多次提到了`IPC_PRIVATE`、`EACCES`、`EEXIST`、`ENOENT`、`ENOMEM`、`ENOSPC`等错误码,这些是与IPC操作相关的常见错误。开发者需要根据返回的错误码进行适当的异常处理,确保程序能够正确运行。 由于文档内容存在OCR识别错误,部分代码或术语可能存在误差,应当以实际编程手册或系统调用官方文档为准。在实际开发中,还应该考虑并发控制、同步机制以及安全性等因素,以确保程序能够健壮运行。
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