东北大学操作系统实验四报告

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1、操作系统实验报告班级物联网1302班实验4进程的管道通信1.实验目的1)加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。2)进一步认识并发执行的实质。3)分析进程争用资源的现彖，学习解决进程互斥的方法。4)学习解决进程同步的方法。5)了解Linux系统中进程通信的基本原理。进程是操作系统中最重要的概念，贯穿始终，也是学习现代操作系统的关键。通过本次实验，耍求理解进程的实质和进程管理的机制。在Linux系统下实现进程从创建到终止的全过程，从中休会进程的创建过程、父进程和子进程之间的关系、进程状态的变化、进程之间的互斥、同步机制、进程调度的原理和以管道为代表的进程间的通信方式的

2、实现。2.内容及要求：这是一个设计型实验，要求自行编制程序。使用系统调用pipeO建立一条管道，两个子进程分别向管道写一句话：Childproccsslissendingamessage!Childprocess2issendingamessage!父进程从管道读出来自两个子进程的信息，显示在屏幕上。要求：1)父进程先接收子进程1发來的消息，然后再接收子进程2发來的消息。2)实现管道的互斥使用，当一个了进程止在对管道进行写操作时，另一了进程必须等待。使用系统调用lockf(fd[l],l,0)实现对管道的加锁操作，用lockf(fd[l],0,0)解除对管道的锁定。3)

3、实现父子进程的同步，当子进程把数据写入管道后，便去睡眠等待；当父进程试图从一空管道中读取数据时，也应等待，直到子进程将数据写入管道后，才将其唤醒。3.相关的系统调用1)fork()用于创一个子进程。格式：intfork();返回值：在子进程屮返回0；在父进程中返回所创建的子进程的ID值；当返回T时，创建失败。2)waitO常用来控制父进程与子进程的同步。在父进程中调用waitO,则父进程被阻塞，进入等待队列，等待子进程结束。当了进程结束时，父进程从waitO返回继续执行原來的程序。返回值：大于0时，为子进程的1D值；等于-1时，调用失败。3)exitO是进程结束时最常调

4、用的。格式：voidexit(intstatus);其中,status为进程结束状态。1)pipe()用于创建一个管道格式：pipe(intfd);其屮fd是一•个由两个数组元素fd[O]和fd[l]组成的整型数组，fd[O]是管道的读端口，用于从管道读出数据，fd[l]是管道的写端口，用于向管道写入数据。返回值：0调用成功；-1调用失败。2)sleep()调用进程睡眠若干时间，Z后唤醒。格式：sleep(intt);其中t为睡眠时间。3)lockfO用于对互斥资源加锁和解锁。在木实验屮，该调用的格式为：lockf(fd[l],1,0)；/*表示对管道的写入端口加锁。l

5、ockf(fd[l],0,0)；/*表示对管道的写入端口解锁。4)write(fd[l],String,Length)将字符串String的内容写入管道的写入口。5)read(fd[0],String,Length)从管道的读入口读出信息放入字符串String1.程序流程父进程：1)创建管道；2)创建子进程1；3)创建了进程2；4)等待从管道屮读出子进程1写入的数据，并显示在屏幕上；5)等待从管道中读出子进程2写入的数据，并显示在屏幕上；6)退出。子进程：1)将管道的写入口加锁；2)将信息“Childprocessnissendingmessage!输入到变量OutPi

6、pe中,n=l,2；3)将OutPipeH1信息写入管道；4)睡眠等待；5)将管道的写入口解锁；6)退岀。2.预习报告要求：1)题目，目的，要求2)初步的程序流程图3)初步的程序源代码、文档注释及必要的文字说明4)预期的程序运行结果3.实验报告要求：1)题目，目的，内容，要求1)程序流程图3）程序源代码、文档注释及文字说明4）运行结果及其说明5）回答以下问题：①指出父进程与两个子进程并发执行的顺序，并说明原因。②若不对管道加以互斥控制，会有什么后果？③说明你是如何实现父子进程Z间的同步的。1.流程图&源程序#include#include

7、.h>elude〈time・h>ttinclude#inelude#include#includeeludeintmain()pidtpidl,pid2,pid3;intfd[2];charbuf[100];pipe(fd);pidl=fork();if(pidl二二0){pid2=fork();if(pid2二二0)pid3二fork();if(pid3==0)lockf(1,1,0);process3z，,50);fromwri