实验三-进程通信.doc

### 实验三 进程通信 #### 一. 实验学时与类型 - 学时：2 - 课外学时：自定 - 实验类型：设计性实验 #### 二. 实验目的 本实验旨在让学生深入了解Linux操作系统中的几种主要进程间通信（IPC）机制，包括软中断、管道、消息队列以及共享内存区域等。 - **软中断**：一种用于进程之间通信的方式，允许进程接收外部信号并进行相应的处理。 - **管道**：一种简单的IPC机制，支持进程之间的单向数据传递。 - **消息队列**：一种高级IPC机制，支持多个进程之间传递消息。 - **共享内存**：一种高效的IPC机制，允许多个进程访问同一块内存区域。 #### 三. 实验内容 ##### 1. 软中断通信机制 软中断是一种进程间通信方式，可以通过发送信号来中断进程的执行，并执行特定的操作。 **示例代码：** ```c #include <signal.h> #include <stdio.h> int k = 1; void int_func(int sig) // 软中断处理函数 { k = 0; } int main() { signal(SIGINT, int_func); // 预置软中断信号处理函数 while (k == 1) { printf("how are you?\n"); } printf("byebye!\n"); } ``` 在这个例子中，当用户按下Ctrl+C时，会触发SIGINT信号，从而中断循环并执行`int_func`函数，设置`k`为0，最终输出"byebye!"并退出程序。 **示例代码2：使用信号机制实现父子进程同步** ```c #include <signal.h> #include <stdio.h> int k = 1; void func(int sig) { k = 0; } int main() { int pid; pid = fork(); if (pid > 0) { printf("A\n"); kill(pid, 12); } else if (pid == 0) { signal(12, func); while (k == 1) { sleep(1); } printf("B\n"); } } ``` 这段代码展示了如何使用信号来同步父子进程。父进程创建子进程后输出"A"，然后向子进程发送信号12。子进程接收到信号后通过`func`函数设置`k`为0，中断循环，输出"B"。 ##### 2. 管道机制 管道是一种简单的IPC机制，允许两个进程之间通过一个特殊的文件描述符进行数据传输。 **示例代码：父子进程通过管道传送一串字符** ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { int pid, fd[2]; char outpipe[50], inpipe[50]; pipe(fd); pid = fork(); if (pid == 0) { printf("please input some message:\n"); fgets(inpipe, sizeof(inpipe), stdin); write(fd[1], inpipe, 50); } else if (pid > 0) { wait(0); read(fd[0], outpipe, 50); printf("message from child process: %s", outpipe); } return 0; } ``` 在这个示例中，父进程创建子进程并通过管道进行通信。子进程从标准输入读取一行文本，并将其写入管道的一端。父进程从管道的另一端读取这些数据，并打印出来。 通过这个实验，学生可以深入理解进程间通信的基本原理和技术细节，为进一步学习复杂系统的开发打下坚实的基础。