下载文档原格式
《Linux操作系统设计实践》实验二:进程通信实验目的:进一步了解和熟悉 Linux 支持的多种 IPC 机制,包括信号,管道,消息队列,信号量,共享内存。
实验环境: redhat实验内容:(1)进程间命名管道通信机制的使用:使用命名管道机制编写程序实现两个进程间的发送接收信息。
(2)进程间消息队列通信机制的使用:使用消息队列机制自行编制有一定长度的消息(1k 左右)的发送和接收程序。
(3)进程间共享存储区通信机制的使用:使用共享内存机制编制一个与上述(2)功能相同的程序。
并比较分析与其运行的快慢。
实验代码验证:(1).使用命名管道机制编写程序实现两个进程间的发送接收信息。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define FIFO_FILE "MYFIFO"int main(int argc, char *argv[]){FILE *fp;int i;if (argc<=1){printf("usage: %s <pathname>\n",argv[0]); exit(1);}if ((fp = fopen(FIFO_FILE, "w")) == NULL) {printf("open fifo failed. \n");exit(1);}for (i = 1; i < argc; i++){if (fputs(argv[i],fp) == EOF){printf("write fifo error. \n");exit(1);}if (fputs(" ",fp) == EOF){printf("write fifo error. \n"); exit(1);}}fclose(fp);return 0;}#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <linux/stat.h>#define FIFO_FILE "MYFIFO"int main(){FILE *fp;char readbuf[80];if ((fp = fopen(FIFO_FILE, "r")) == NULL) {umask(0);mknod(FIFO_FILE, S_IFIFO | 0666, 0);}else{fclose(fp);}while (1){if ((fp = fopen(FIFO_FILE, "r")) == NULL) {printf("open fifo failed. \n");exit(1);}if (fgets(readbuf, 80, fp) != NULL){printf("Received string :%s \n", readbuf); fclose(fp);}else{if (ferror(fp)){printf("read fifo failed.\n");exit(1);}}}return 0;}实验结果:Server.c将client.c写入的字符输出。
1 ．实验目的学习如何利用消息缓冲队列进行进程间的通信，并加深对消息缓冲队列通信机制的理解。
2 ．实验内容(1) 了解系统调用msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()的功能和实现过程。
(2) 编写一段程序，使其用消息缓冲队列来实现父进程和子进程之间的通信。
父进程先建立一个关键字为MSGKEY(如75)（即#define MSGKEY 75）的消息队列，然后等待接收类型为1的消息；在收到请求消息后，它便显示字符串“serving for client ”和接收到的子进程的进程标识数，表示正在为子进程服务；然后再向子进程发送一应答消息，该消息的类型是该子进程的进程标识数，而正文则是父进程自己的标识数。
子进程则向消息队列发送类型为1的消息(消息的正文为自己的进程标识数)，以取得父进程的服务，并等待父进程发来的应答；然后显示字符串“receive reply from ”和接收到的父进程的标识数。
消息的结构为：struct msgform{long mtype;//消息类型char mtext[1024];//消息正文 };3 ．实验步骤(1) 了解系统调用msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()的功能和实现过程。
msgget（）功能：得到消息队列标识符或创建一个消息队列对象msgctl（）功能：获取和设置消息队列的属性msgsnd （）功能：将消息写入到消息队列msgrcv（）功能：从消息队列读取消息(2) 编写一段程序，使其用消息缓冲队列来实现父进程和子进程之间的通信。
父进程先建立一个关键字为MSGKEY(如75)（即#define MSGKEY 75）的消息队列，然后等待接收类型为1的消息；在收到请求消息后，它便显示字符串“serving for client ”和接收到的子进程的进程标识数，表示正在为子进程服务；然后再向子进程发送一应答消息，该消息的类型是该子进程的进程标识数，而正文则是父进程自己的标识数。
仲恺农业工程学院实验报告纸
计算机科学与工程（院、系）网络工程专业班组《操作系统》
学号姓名实验日期2011-5-24 教师评定
实验二进程通信
一．实验目的：
通过实验使学生进一步了解进程之间的各种通信方式、基本原理和不同操作系统中具体的实现。
基本能达到下列具体的目标：
1、理解进程消息通信的概念，如何实现两个创建进程之间的数据传递。
2、理解进程共享变量的进程通信。
二．实验内容：
1.选择Window或Linux，并选择该操作系统中一种进程通信的方式。
2.查找该进程通信的API使用方式，设计出一个合适的应用程序。
3.采用java语言实现该应用程序。
三．实验步骤：
这里可以实现两个人在同一局域网的聊天，程序可以自动扫描上线的用户。
如果需要与其中的用户进行交谈，则只需双击用户列表，输入对方IP，便可在下面的输入框内输入信息进行发送。
这个是三个人之间进行交谈，但是只能够实现相互两个人之间进行通信，方式跟上面的差不多。
但是三个人都可以看到发送的信息。
本机上的交谈信息
其他用户上的信息
四．实验心得:
这次的实验一开始是在课上有简单的弄了下，后来跟计算机网络的课程设计题目——聊天软件设计差不多一致，于是便这个当做了课题来进行课程设计，通过实现简单的聊天程序来完成进程间的通信。
这次的实验采用基于Java的程序设计技术，要用到很多Java socket的知识。
刚开始也得从网上找一些代码来看和了解一些新的知识。
计算机工程学院实验报告课程名称：操作系统实验班级实验成绩：指导教师：姓名：实验项目名称：进程与进程通信学号：上机实践日期：2009-11-13实验项目编号：实验二组号：上机实践时间：2学时一、目的1、深刻理解进程和线程的概念；2、掌握线程和进程的差别以及与之相适应的通信方式；3、掌握在Linux环境下创建进程： fork()的应用；4、了解用fork()创建进程、以及整个程序的运行过程；5、掌握多进程的程序设计与进程之间通信的方法；6、掌握共享内存、信号灯集实现进程通信的方法；7、理解、掌握Linux下文件系统，以及其安装与卸载过程。
二、实验内容1、在Linux环境下，用fork()创建多个进程，分别运行不同的函数；2、一部分进程代表读者，一部分进程代表写者；用共享内存、信号灯集机制实现各个读者、写者进程之间的通信；3、掌握shmget()、shmat()、shmctl()以及semget()、semctl()、semop()等函数在进程通信中的使用方法；4、用信号灯加PV操作实现进程间的互斥与同步。
三、实验环境1、操作系统：Red Hat Linux四、实验原理1、枚举数据类型，在信号灯集初始化时使用。
该结构在sys/sem.h中没有定义，必须程序设计者自行定义。
其中：semid—已经创建的信号灯集ID，sn—操作的元素的IDunion semun{int val;struct semid_ds *buf;ushort *array;};2、对信号灯集中的某个元素进行P操作。
首先要定义一个sembuf 类型的变量（该类型已经在sys/sem.h中预定义，可以直接引用），然后对该变量的各个元素进行赋值，注意进行P操作，主要是sem_op元素赋值为 -1。
其中：semid—已经创建的信号灯集ID，sn—操作的元素的IDvoid down(int semid,int sn){/* define P operating*/struct sembuf op;op.sem_num=sn;op.sem_op=-1;op.sem_flg=0;semop(semid,&op,1);}3、对信号灯集中的某个元素进行V操作。
第1篇一、实验目的1. 理解进程通信的概念和原理；2. 掌握进程通信的常用机制和方法；3. 能够使用进程通信机制实现进程间的数据交换和同步；4. 增强对操作系统进程管理模块的理解。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C3. 开发环境：GCC三、实验内容1. 进程间通信的管道机制2. 进程间通信的信号量机制3. 进程间通信的共享内存机制4. 进程间通信的消息队列机制四、实验步骤1. 管道机制（1）创建管道：使用pipe()函数创建管道，将管道文件描述符存储在两个变量中，分别用于读和写。
（2）创建进程：使用fork()函数创建子进程，实现父子进程间的通信。
（3）管道读写：在父进程中，使用read()函数读取子进程写入的数据；在子进程中，使用write()函数将数据写入管道。
（4）关闭管道：在管道读写结束后，关闭对应的管道文件描述符。
2. 信号量机制（1）创建信号量：使用sem_open()函数创建信号量，并初始化为1。
（2）获取信号量：使用sem_wait()函数获取信号量，实现进程同步。
（3）释放信号量：使用sem_post()函数释放信号量，实现进程同步。
（4）关闭信号量：使用sem_close()函数关闭信号量。
3. 共享内存机制（1）创建共享内存：使用mmap()函数创建共享内存区域，并初始化数据。
（2）映射共享内存：在父进程和子进程中，使用mmap()函数映射共享内存区域。
（3）读写共享内存：在父进程和子进程中，通过指针访问共享内存区域，实现数据交换。
（4）解除映射：在管道读写结束后，使用munmap()函数解除映射。
4. 消息队列机制（1）创建消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，并初始化消息队列属性。
（2）发送消息：使用msgsnd()函数向消息队列发送消息。
（3）接收消息：使用msgrcv()函数从消息队列接收消息。
（4）删除消息队列：使用msgctl()函数删除消息队列。
进程控制与进程通信程序实验报告一、引言进程是计算机系统中最基本的概念之一，是操作系统中最小的资源管理单位。
进程控制与进程通信是操作系统中重要的内容，涉及到进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。
本实验旨在通过编写进程控制与进程通信程序，加深对操作系统中进程管理和通信机制的理解。
二、实验目的1. 理解进程的概念和特点，掌握进程的创建、调度和终止方法。
2. 掌握进程通信的基本原理和方法，包括共享内存、管道、消息队列和信号量等。
3. 能够编写简单的进程控制和进程通信程序。
三、实验内容1. 进程控制实验：编写一个程序，实现进程的创建、调度和终止。
通过调用系统调用函数，创建多个子进程，并通过进程控制函数实现父子进程的协作与同步。
2. 进程通信实验：编写一个程序，实现进程间的信息传递和同步管理。
通过共享内存、管道、消息队列或信号量等机制，实现不同进程之间的数据交换和共享。
四、实验步骤1. 进程控制实验：（1）创建父进程和子进程：使用fork()函数创建子进程，并通过判断返回值来区分父子进程。
（2）调度子进程：使用wait()函数等待子进程的结束，以实现父子进程的同步。
（3）终止子进程：使用exit()函数终止子进程的运行。
2. 进程通信实验：（1）共享内存：使用shmget()函数创建共享内存段，使用shmat()函数映射共享内存到进程的地址空间，实现共享数据的读写。
（2）管道：使用pipe()函数创建管道，使用fork()函数创建子进程，通过读写管道实现进程间的数据传输。
（3）消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，使用msgsnd()函数向消息队列发送消息，使用msgrcv()函数从消息队列接收消息，实现进程间的消息传递。
（4）信号量：使用semget()函数创建信号量，使用semop()函数对信号量进行P操作和V操作，实现进程间的同步和互斥。
五、实验结果通过实验，我们成功实现了进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。
进程和进程间通信进程是操作系统中的一个基本概念，它代表了一个正在运行的程序实例。
在现代操作系统中，多个进程可以同时运行，并且需要进行相互之间的通信和协调。
进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指不同进程之间进行数据交换和共享的机制。
一、进程间通信的需求与作用进程间通信的需求主要体现在以下几个方面：1. 数据共享：不同进程可能需要共享数据，以便实现信息的交换和共同处理。
2. 信息传递：进程之间可能需要进行消息的传递，以便进行协调和同步。
3. 资源共享：进程可能需要共享系统资源，如文件、设备等。
进程间通信的作用主要包括：1. 提高系统性能：进程间通信可以使不同进程并发执行，提高系统整体的运行效率。
2. 实现协作：不同进程之间可以交换信息、协调工作，实现更复杂的任务。
3. 实现分布式计算：通过进程间通信，可以将任务分布到不同的进程或计算机上进行并行处理。
二、进程间通信的方式在实际应用中，进程间通信可以通过多种方式来实现：1. 管道（Pipe）：管道是一种半双工的通信方式，可以用于具有亲缘关系的进程之间进行通信。
常见的管道实现有匿名管道和有名管道。
2. 消息队列（Message Queue）：消息队列是一种通过系统内核提供的消息缓冲区进行通信的方式，具有高度灵活性和可靠性。
3. 信号量（Semaphore）：信号量是一种计数器，用于实现进程之间的同步和互斥操作，常用于控制对共享资源的访问。
4. 共享内存（Shared Memory）：共享内存是一种将同一块物理内存映射到多个进程的通信方式，可以实现数据的快速共享。
5. 套接字（Socket）：套接字是一种通信机制，可以用于实现不同计算机之间的进程间通信，常用于网络编程。
以上只是进程间通信的一些常见方式，实际上还有其他方式如信号、文件、RPC（远程过程调用）等。
在选择具体的通信方式时，需要根据实际场景需求进行综合考虑。
实验报告学号_____ 姓名____ ___ 成绩实验二进程通信【实验目的和要求】1、了解进程通信的概念及方法；2、了解信号量、管道；3、掌握信号量、管道和命名管道编程方法。
【实验内容】1、利用命名管道实现单机QQ聊天；2、撰写实验报告；【实验原理】1、信号量（semaphore）是为那些访问相同资源的进程以及同一进程不同线程之间提供的一个同步机制。
它不是用于传输数据，而只是简单地协调对共享资源的访问。
信号量包含一个计数器，表示某个资源正在被访问和访问的次数，用来控制多进程对共享数据的访问。
一旦成功拥有了一个信号量，对它所能做的操作只有两种：请求和释放。
当执行释放操作时，系统将该信号值减1（如果小于零，则设置为零）；当执行请求操作时，系统将该信号值加1，如果加1后的值大于设定的最大值，那么系统将会挂起处理进程，直到信号值小于最大值为止。
Tuxedo 用信号量来确保在某一时刻只有一个进程对某一块共享内存进程访问。
信号量配置太低会导致Tuxedo系统应用程序无法启动。
2、管道分为两种：管道和命名管道。
管道是UNIX系统IPC的最古老形式，并且所有的UNIX系统都提供这种通信机制。
可以在有亲缘关系（父子进程或者是兄弟进程之间）进行通信，管道的数据只能单向流动，如果想双向流动，必须创建两个管道。
管道应用的一个重大缺陷就是没有名字，因此只能用于亲缘进程之间的通信。
后来以管道为基础提出命名管道（named pipe，FIFO）的概念，该限制得到了克服。
FIFO不同于管道之处在于它提供一个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存在于文件系统中。
这样，即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过FIFO相互通信（能够访问该路径的进程以及FIFO的创建进程之间），因此，通过FIFO不相关的进程也能交换数据。
值得注意的是，FIFO严格遵循先进先出（first in first out）规则，对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则是把数据添加到末尾。
操作系统实验报告(三)进程通信专业：软件工程姓名：XXX班级：XXX学号：XXX指导老师：XXX2013/12/3实验三：进程通信一．实验目的加深对进程通信的理解。
熟悉消息通信机制、共享存储器通信机制，进一步认识其与信号量通信的区别。
二．实验内容1）编程实现基于消息缓冲队列机制的进程通信数据结构和通信原语（创建消息、发送消息、接收消息）；2)最后编写主函数对所做工作进行测试三．实验步骤(1)任务分析：实现进程通信，需要建立创建消息函数、发送消息函数、接收消息函数，需要用到进程中的Send和Receive原语(2)程序设计：a.总体设计：创建两个windows窗体应用程序，分别用于发送消息和接收消息，可以采用C#实现。
b.具体实现①创建应用程序Sendmessage，在windows窗体上放置一个文本框输入要发送的消息，一个按钮控件，单击按钮控件发送消息，编辑ButtonOnclick()事件，来编辑发送消息函数，发送后弹出消息发送成功对话框。
②创建应用程序Receivemessage，在windows窗口上放置一个文本框用于接收消息，放置一个Button按钮，并编辑ButtonOnclick()事件，来编辑接收消息函数，成功后弹出成功接收对话框。
③程序中的发送接收需要用到系统中的函数，将在实验代码中给与提示。
(4)调试与测试实验结果：发送消息：接收消息：四．实验总结进程通信实验主要是通过通信原语机制创建消息发送函数和消息接收函数来模拟实现进程间的通信，在实验过程中，一些通信机制不是太明确，通过在网上查找资料以及和同学们交流，最终完成了进程通信实验，通过这次实验，我对进程间的通信原理多了更深一步的了解，为学习操作系统知识建立了良好的实践基础。
五．附录①发送消息函数源码：using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;using System.Runtime.InteropServices;namespace WindowsFormsApplication1{public partial class Form1 : Form{public Form1(){InitializeComponent();}[DllImport("User32.dll", EntryPoint = "SendMessage")] private static extern int SendMessage(int hWnd,int Msg,int wParam,ref COPYDATASTRUCT lParam);[DllImport("User32.dll", EntryPoint = "FindWindow")] private static extern int FindWindow(string lpClassName, string lpWindowName);public struct COPYDATASTRUCT{public IntPtr dwData;public int cbData;[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]public string lpData;}const int WM_COPYDATA = 0x004A;private void button1_Click(object sender, EventArgs e){Sent();MessageBox.Show("信息发送成功|", "提示？", MessageBoxButtons.OK);}private void Sent(){int WINDOW_HANDLER = FindWindow(null, @"接受信息");if (WINDOW_HANDLER != 0){byte[] sarr =System.Text.Encoding.Default.GetBytes(this.textBox1.Text);int len = sarr.Length;COPYDATASTRUCT cds;cds.dwData = (IntPtr)100;cds.lpData = this.textBox1.Text;cds.cbData = len + 1;SendMessage(WINDOW_HANDLER, WM_COPYDATA, 0, ref cds); } }}}②接收消息函数源码：using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;using System.Runtime.InteropServices;namespace WindowsFormsApplication2{public partial class Form1 : Form{string message;public Form1(){InitializeComponent();}public struct COPYDATASTRUCT{public IntPtr dwData;public int cbData;[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]public string lpData;}const int WM_COPYDATA = 0x004A;private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {Receive();}private void Receive(){textBox1.Text += "收到信息为"+ message + Environment.NewLine;MessageBox.Show("成功接收!");}protected override void DefWndProc(refSystem.Windows.Forms.Message m){switch (m.Msg){case WM_COPYDATA:COPYDATASTRUCT mystr = new COPYDATASTRUCT();Type mytype = mystr.GetType();mystr = (COPYDATASTRUCT)m.GetLParam(mytype); message = mystr.lpData;break;default:base.DefWndProc(ref m);break;}}}}。
实验：进程之间的通信管道1．Pipe函数与进程通信下面实验为使用管道进行父子进程间通信。
程序首先判断参数是否合法，因为输入的字符将从父进程通过发送到子进程中。
然后，调用pipe函数创建父子进程用于通信的管道。
使用fork函数创建子进程时，子进程会获得与父进程相同的资源，其中包括文件描述符信息。
因此，调用fork函数须在pipe函数调用前。
当父子进程通过管道进行通信时，files[1]为用于数据写入的文件描述符.因此,在子进程中,要读取管道中的数据可以调用read函数，而读取得文件描述符为files[0]。
对于父进程而言，写入数据需要调用write 函数，要写入的文件描述为files[1]。
#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main(int argc,char* argv[]){int f_des[2];int pid;char msg[BUFSIZ];if(argc!=2){printf("Usage: %s message\n",argv[0]);return 1;}if(pipe(f_des)==-1){perror("cannot create the IPC pipe");return 1;}pid=fork();if(pid==-1){perror("cannot create new process");return 1;}else if(pid==0){close(f_des[1]);if(read(f_des[0],msg,BUFSIZ)==-1){perror("child process cannot read data from pipe");return 1;}elseprintf("in child process, receive message: %s\n",msg);_exit(0);}else {close(f_des[0]);if(write(f_des[1],argv[1],strlen(argv[1]))==-1){perror("parent process cannot write data to pipe");return 1;}elseprintf("in parent process, send message: %s\n",argv[1]);wait(NULL);_exit(0);}return 0;}2. Shell管道重订向的实现实现了在SHELL中的两个命令的组合。
