操作系统进程同步互斥实验

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1、进程的同步互斥实验实验目的1、进一步认识并发执行的实质2、分析进程竞争资源的现象，学习解决进程同步互斥的方法实验内容1、编写程序，使用相关函数实现父子进程对共享文件的同步互斥访问。2、修改程序，观察对临界资源访问的互斥控制的作用。实验基础一、临界资源的互斥访问为了实现多进程对临界资源的互斥访问，一个进程访问临界资源的典型程序段类似如下形式：{……….进入区临界区;退出区其余代码;………}其中，进入区中判断资源是否可用，如果可用，则资源数量减1，进程进入临界区；否则进程阻塞等待。退出区中资源数量加1，唤醒阻塞等待该资源的进程。进入区和退

2、出区都是原子操作。操作系统中，通常用信号量来实现进入区和退出区，即P操作和V操作。为了实现用户程序中对某些资源的同步互斥访问，操作系统也提供了一些函数接口，功能类似于对特定临界区的进入区和退出区功能。二、相关的系统调用（1）lockf(files,function,size)：用作锁定文件的某些段或者整个文件。函数原型：#includeintlockf(intfiles，intfunction;longsize)其中：files是文件描述符；参数function可以取以下值：F_LOCK：锁定一个区域。F_ULOC

3、K：解除锁定。参数size指明了从文件当前位置开始的一段连续锁定区域的长度，当size为0时，锁定记录将由当前位置一直扩展到文件尾。如果lockf的参数function取值为F_LOCK，而指定文件的对应区域已被其他进程锁定，那么lockf的调用进程将被阻塞直到该区域解锁。通过使用lockf函数，可实现多进程对共享文件进行互斥访问。进程的实现中，必须使得每个进程在使用文件前对文件加锁，使用文件后解锁。（2）open：打开一个文件函数原型：#include#include#include

4、intopen(char*path,intflags,mode_tmode);其中：参数path是指向所要打开的文件的路径名指针。参数falgs规定如何打开该文件,它必须包含以下值之一：O_RDONLY，只读打开；O_WRONLY，只写打开；O_RDWR，读/写打开；O_CREAT,当文件不存在时创建文件,需参数mode；O_APPEND,不论当前文件位置在何处,将文件指针移至文件尾,为write添加数据到文件；O_TRUNC,当以可写的方式成功打开普通文件时,截断该文件的长度为0。参数mode规定对该文件的访问权限

5、。open系统调用可以只使用前面介绍的这两个参数，省略第三个参数mode。第三个参数是在用O_CREAT创建文件时使用，指出新建文件的存取许可权。由这个参数指出的存取许可权还要和umask进行运算后才得到新建文件的真正存取许可权。该运算是由umask按位取反，再按位与上第三个参数给出的数取或(~umask&mode)。例如：umask为022，mode为0770，则新建文件的存取许可权为0750即-rwxr-x---。（3）read：读文件函数原型：#includeintread(intfd,void*buf,si

6、ze_tnbytes)该系统调用从文件描述符fd所代表的文件中读取nbytes个字节，到buf指定的缓冲区内。所读取的内容从当前的读/写指针所指示的位置开始，这个位置由相应的打开文件描述中的偏移值（off_set）给出，调用成功后文件读写指针增加实际读取的字节数。使用read系统调用时，应注意设置的数据缓冲区充分大，能够存放所要求的数据字节，因为内核只复制数据，不进行检查。返回：-1：错误；0：文件偏移值是在文件结束处；整数：从该文件复制到规定的缓冲区中的字节数。通常这个字节数与所请求的字节数相同。除非请求的字节数超过剩余的字节数，这

7、时将返回一个小于请求的字节数的数字。（4）write：写文件函数原型：#includeintwrite(intfd,void*buf,size_tnbytes)该调用从buf所指的缓冲区中将nbytes个字节写到描述符fd所指的文件中。(5)lseek：定位一个已打开文件。函数原型：#includeintlseek(intfildes,off_toffset,intwhence);系统调用根据whence指定的位置将文件描述符fildes指向文件的文件指针偏移offset长度的字节数。Whenc

8、e的取值及其含义如下：·SEEK_SET：从文件头开始计算偏移量，文件指针值就是offset的值。·SEEK_CUR：从文件指针的当前位置开始计算偏移量，文件指针值是当前指针的值加上offset的值。·SEEK_END：