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实验四--进程的管道通信实验.doc
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2024-05-11
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实验四 进程的管道通信实验
(实验估计学时:2 学时)
实验目的
1、了解什么是管道
2、熟悉 UNIX/LINUX 支持的管道通信方式
实验内容
编写程序实现进程的管道通信。用系统调用 pipe( )建立一管道,二个子进程 P1 和 P2 分
别向管道各写一句话:
Child 1 is sending a message!
Child 2 is sending a message!
父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示(要求先接收 P1,后 P2)。
实验指导
一、什么是管道
UNIX 系统在 OS 的发展上,最重要的贡献之一便是该系统首创了管道(pipe)。这也是
UNIX 系统的一大特色。
所谓管道,是指能够连接一个写进程和一个读进程的、并允许它们以生产者—消费者方
式进行通信的一个共享文件,又称为 pipe 文件。由写进程从管道的写入端(句柄 1)将数据
写入管道,而读进程则从管道的读出端(句柄 0)读出数据。
句柄 fd[0]
句柄 fd[1]
读出端
写入端
二、管道的类型:
1、有名管道
一个可以在文件系统中长期存在的、具有路径名的文件。用系统调用 mknod( )建立。它
克服无名管道使用上的局限性,可让更多的进程也能利用管道进行通信。因而其它进程可以
知道它的存在,并能利用路径名来访问该文件。对有名管道的访问方式与访问其他文件一样,
需先用 open( )打开。
2、无名管道
一个临时文件。利用 pipe( )建立起来的无名文件(无路径名)。只用该系统调用所返回
的文件描述符来标识该文件,故只有调用 pipe( )的进程及其子孙进程才能识别此文件描述符,
才能利用该文件(管道)进行通信。当这些进程不再使用此管道时,核心收回其索引结点。
二种管道的读写方式是相同的,本文只讲无名管道。
3、pipe 文件的建立
分配磁盘和内存索引结点、为读进程分配文件表项、为写进程分配文件表项、分配用户
文件描述符
4、读/写进程互斥
内核为地址设置一个读指针和一个写指针,按先进先出顺序读、写。
为使读、写进程互斥地访问 pipe 文件,需使各进程互斥地访问 pipe 文件索引结点中的
直接地址项。因此,每次进程在访问 pipe 文件前,都需检查该索引文件是否已被上锁。若
是,进程便睡眠等待,否则,将其上锁,进行读/写。操作结束后解锁,并唤醒因该索引结
点上锁而睡眠的进程。
三、所涉及的系统调用
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