操作系统实验-进程和进程通信

自己设计一个程序，该程序创建一个子进程，使父子进程合作，协调地完成某一功能。要求在该程序中还要使用进程的睡眠、进程图象改换、父进程等待子进程终止、信号的设置与传送（包括信号处理程序）、子进程的终止等有关进程的系统调用。 分别利用UNIX的消息通信机制、共享内存机制（用信号灯实施进程间的同步和互斥）实现两个进程间的数据通信。具体的通信数据可从一个文件读出，接收方进程可将收到的数据写入一个新文件，以便能判断数据传送的正确性。 操作系统实验-进程和进程通信是计算机科学中一个重要的实践环节，它涉及到操作系统核心概念的实践应用，特别是进程管理和进程通信。在这个实验中，你需要编写一个程序，该程序创建父子进程，通过协调工作来完成特定任务。以下是这个实验涉及的关键知识点： 1. **进程创建**： - `fork()` 函数用于创建子进程。当调用成功时，`fork()` 返回两次，一次在父进程中返回子进程的PID，一次在子进程中返回0。 2. **进程状态**： - 父进程通常会使用 `wait()` 或 `waitpid()` 函数等待子进程的终止，并获取子进程的退出状态，这有助于了解子进程的执行情况。 - `exit()` 函数用于子进程结束自身，传递给 `exit()` 的参数作为其退出状态。 3. **进程睡眠**： - `sleep()` 函数可以使进程暂停指定的时间，等待再次唤醒。 4. **进程映像改换**： - `execl()` 函数用于替换当前进程的执行映像，这里用于在子进程中执行 `/bin/ls` 命令。 5. **信号处理**： - `signal()` 函数用于注册信号处理函数。例如，预设 `SIGUSR1` 的信号处理程序为 `func()`。 - `kill()` 函数发送信号到指定进程，例如 `SIGUSR1` 信号到子进程。 - 在接收到信号后，预设的信号处理函数会被调用，如 `func()`。 6. **进程间通信**： - **消息队列**： - `msgget()` 创建或连接到消息队列，`msgsnd()` 和 `msgrcv()` 分别用于发送和接收消息。消息类型用于区分不同种类的消息。 - 在参考代码3中，进程通过消息队列进行通信，一方发送消息，另一方接收。 - **共享内存**： - 共享内存允许进程间直接访问同一块内存区域，通过信号灯（如 `semaphore`）实现同步和互斥，确保对共享资源的访问是安全的。 - 未在给定的代码中直接展示，但在实验要求中提到，需要使用信号灯进行同步和互斥控制。 7. **文件操作**： - 数据可以从文件读取，然后通过进程间通信传递，接收方进程再将接收到的数据写入新的文件，以此验证通信的正确性。 实验要求在实际操作中理解和掌握这些概念，通过编程实现并发执行的进程之间的协作和通信，这对理解操作系统的工作原理以及多任务环境下的程序设计具有重要意义。在编写程序时，需要注意正确使用系统调用，避免竞态条件和死锁等问题，确保进程间的协同工作和数据完整性。