操作系统实验-进程同步与互斥

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1、实验四：进程的管道通信Ø实验题目进程的管道通信Ø实验目的加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。学习进程创建的过程，进一步认识进程并发执行的实质。分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。学习解决进程同步的方法。掌握Linux系统中进程间通过管道通信的具体实现Ø实验内容使用系统调用pipe()建立一条管道，系统调用fork()分别创建两个子进程，它们分别向管道写一句话，如： Childprocess1issendingamessage! Childprocess2issendingamessage! 父进程分别从管道读出来自两个子进程的信息，显

2、示在屏幕上。 当然，仅仅通过屏幕上输出这两句话还不能说明实现了进程的管道通信，为了能够更好的证明和显示出进程的同步互斥和通信，在其中要加入必要的跟踪条件，如一定的输出语句等，来反映程序的并发执行情况Ø实验要求这是一个设计型实验，要求自行、独立编制程序。两个子进程要并发执行。实现管道的互斥使用。当一个子进程正在对管道进行写操作时，另一个欲写入管道的子进程必须等待。使用系统调用lockf(fd[1],1,0)实现对管道的加锁操作，用lockf(fd[1],0,0)解除对管道的锁定。实现父子进程的同步，当父进程试图从一空管道中读取数据时，便进入等待状态，直到子

3、进程将数据写入管道返回后，才将其唤醒。为了清楚的反应进程的同步，在子进程完成相应的操作后，调用sleep()函数睡眠一段时间（程序中定为3s）。父进程先执行wait()函数，当有子进程执行完毕后，会得到子进程的返回结果并清理子进程。若子进程没执行完，父进程一直执行wait()进行监听，知道有一个子进程执行完成为僵尸进程。Ø程序中用到的系统调用因为程序时在linux系统上进行编写的，所以其中要利用到相关的linux提供的系统调用。所用到的系统调用包含在如下头文件中。#include#include#incl

4、ude#include#include#includefork()用于创一个子进程。 格式：intfork(); 返回值：在子进程中返回0；在父进程中返回所创建的子进程的ID值；当返回-1时，创建失败。 wait()常用来控制父进程与子进程的同步。 在父进程中调用wait()，则父进程被阻塞，进入等待队列，等待子进程结束。当子进程结束时，父进程从wait()返回继续执行原来的程序。 返回值：大于0时，为子进程的ID值；等于-1时，调用失败。 exit()是进程结束时最常调用的。

5、格式：voidexit(intstatus);其中，status为进程结束状态。 pipe()用于创建一个管道 格式：pipe(intfd); 其中fd是一个由两个数组元素fd[0]和fd[1]组成的整型 数组，fd[0]是管道的读端口，用于从管道读出数据,fd[1]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。 sleep()使调用进程睡眠若干时间，之后唤醒。 格式：sleep(intt);其中t为睡眠时间。 lockf()用于对互斥资源加锁和解锁。在本实验中该调用的格式为： lockf(fd[1],1,0)；/*表示对管道的

6、写入端口加锁。 lockf(fd[1],0,0)；/*表示对管道的写入端口解锁。 write(fd[1],String,Length)将字符串String的内容写入管道的写入口。 read(fd[0],String,Length)从管道的读入口读出信息放入字符串String中。 Ø程序流程图程序流程简述父进程：创建管道； 创建子进程1； 创建子进程2； 等待从管道中先后读出两个子进程写入的信息，并显示在屏幕上； 退出。子进程：将管道的写入口加锁； 将信息“Childprocessnissendingmessage!”输入到变量OutPipe中，n=1，

7、2； 将OutPipe中信息写入管道； 使自己进入睡眠状态，另一进程执行； 从睡眠状态返回，将管道的写入口解锁； 退出。 流程图Ø程序源代码Ø/*OS_3.c*/Ø#includeØ#includeØ#includeØ#includeØ#includeØ#includeØintmain()Ø{Øpid_tpc1,pc2,pr1,pr2;Øintfd[2];Øcharbuf1[50],buf2[50],s[50];Øpipe(fd)

8、;/*创建管道*/Øpc1=fork();/*创建进程*/Øif(pc1<0)/