实验七-管道通信.doc

根据给定文件的信息，我们可以提炼出以下相关的IT知识点： ### 实验七-管道通信 #### 实验目的 1. **深化对进程概念的理解**：理解进程与程序之间的区别，更深刻地认识到进程并发执行的本质。 2. **了解Linux中的管道通信**：掌握Linux环境下通过管道进行进程间通信的基本原理与实现方法。 3. **熟悉Linux提供的系统调用函数/库函数**：能够熟练运用Linux系统中与管道相关的系统调用函数/库函数，如`pipe()`、`mkfifo`、`close()`、`read()`、`write()`、`lockf()`等。 #### 实验准备及预习 - 阅读相关资料，如《附件 8-管道通信》等，以了解Linux系统中利用管道实现进程间通信的基础概念和技术方法。 - 熟悉与管道通信相关的系统调用函数/库函数的功能与使用方式。 #### 实验内容 1. **管道用于输入输出重定向**：通过实例展示如何使用管道连接不同的命令，实现数据流的传递。例如，在shell环境中，可以使用命令`who | wc -l`来统计当前登录系统的用户数量。 2. **创建管道**：介绍如何使用`pipe()`函数创建管道，以及如何使用管道的读端和写端进行数据传输。 3. **示例程序解析**：提供了一个简单的C语言程序示例，展示了如何通过管道实现父子进程之间的通信。具体包括： - 创建管道：`pipe(fd);` - 子进程p1和p2分别向管道写入数据：“child1 is sending a message!”和“child2 is sending a message!”。 - 父进程从管道中读取来自子进程的信息，并打印到屏幕上。 4. **系统调用函数详解** - `pipe(fd)`：创建一个管道，返回一个包含两个文件描述符的数组，其中`fd[0]`为读端，`fd[1]`为写端。 - `fork()`：创建一个新的进程。 - `lockf(fd[1],1,0)`：锁定管道的写端，防止数据竞争。 - `write(fd[1], OutPipe, 50)`：向管道写入指定长度的数据。 - `sleep(5)`：让进程暂停执行一段时间。 ### 进程与程序的区别 - **程序**是一组指令的集合，是静态的概念，通常是指存储在磁盘上的可执行文件。 - **进程**是程序的一次执行过程，是动态的概念，包含了程序运行时所需的所有资源，如CPU时间、内存空间等。 ### 并发执行的实质 - 在操作系统中，多个进程可以同时存在于内存中，并且可以在CPU上交替执行。这种执行方式被称为并发执行。 - 并发执行的关键在于进程之间的调度和协调机制，确保进程之间能够有效地共享资源，避免冲突。 ### 管道通信的特点 - **无名管道**：只能用于具有亲缘关系的进程之间，即父子进程或兄弟进程。 - **有名管道（FIFO）**：可以用于任意进程之间的通信，具有持久性，即使创建它的进程退出后，FIFO文件仍然存在。 通过以上知识点的学习，不仅能够加深对进程概念的理解，还能够掌握在Linux系统下如何利用管道进行进程间通信的技术细节，这对于从事计算机系统开发和维护的人员来说是非常重要的技能之一。