记录于2022.7.7——南林操作系统课程设计心得
ps：这个实验也是让我写了很长时间
<任务>
编写一段程序，实现进程的管道通信。使用系统调用pipe()建立一条管道线。两个子进程p1和p2分别向管道写信息，而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <iostream>int main() {// 用于存储文件描述符(相当于指针，记录的是下标)int fd[2]; // 定义两个进程变量pid_t pid1, pid2;// 写空间（用于暂存写入管道的数据）char buffer[128]; // 父进程调用pipe()函数创建管道，得到两个文件描述符fd[0]、fd[1]pipe(fd);// fd[0]指向管道的读端，fd[1]指向管道的写端// 父进程调用fork()函数创建子进程，那么子进程也有两个文件描述符指向同一管道// 父进程关闭管道读端，子进程关闭管道写端。父进程可以向管道中写入数据，子进程将管道中的数据读出// 由于管道是利用环形队列实现的，数据从写端流入管道，从读端流出，这样就实现了进程间通信// 创建子进程1while ((pid1 = fork()) == -1); // 如果此时是子进程1在运行if (pid1 == 0) { std::cout << "Child process 1 is working!" << std::endl;/*int lockf（int files，int function，long size）files是文件描述符；function是锁定和 解锁；1 表示锁定，0 表示解锁；size是锁定和解锁的字节数，若用 0，表示从文件的当前 位置到文件尾LOCKF主要是给文件上锁。当p2进程想要访问文件是或者给文件上锁,那么就要等待p1释放锁,此时p2处于睡眠状态但当p1解开锁时,p2就可以向管道中写入数据。其目的在于控制p1、p2同时向管道中写入数据。*/// 进程1给管道的写端上锁lockf(fd[1], 1, 0); /*写操作：write（fd[1]，buf，size） buf：写空间，size :要写入的字符长度会从buf所指的内存中读出size个字符放到fd所指的文件中读操作：read（fd[0]，buf，size） buf：读空间，size :要读出的字符长度会从fd所指的文件中读出size个字符放入buf指针所指的内存中*/// 进程1往写空间中写入字符串sprintf(buffer, "Child process 1 is sending a message!"); // 进程1从写空间中读出40个字符存入管道中write(fd[1], buffer, 40); // 休眠1秒sleep(1); // 进程1给管道的写端解锁lockf(fd[1], 0, 0); exit(0);}else {// 创建进程2while ((pid2 = fork()) == -1); // 如果是进程2在运行if (pid2 == 0) { std::cout << "Child process 2 is working!" << std::endl;// 进程2给管道的写端上锁lockf(fd[1], 1, 0); // 进程2往写空间中写入字符串sprintf(buffer, "Child process 2 is sending a message!"); // 进程2从写空间中读出40个字符放入管道中write(fd[1], buffer, 40); // 休眠1秒sleep(1); // 进程2给管道的写端解锁lockf(fd[1], 0, 0); exit(0);}else { // 如果是父进程执行std::cout << "Parent process is working!" << std::endl;// 读空间(存放从管道中读出的数据)char s[100]; // 从管道中读出40个字符存入s中read(fd[0], s, 40); std::cout << s << std::endl;// 从管道中读出40个字符存入s中read(fd[0], s, 40); std::cout << s << std::endl;exit(0);}}return 0;
}
结果：
分析：当父进程开始执行时，输出“Parent process is working!”，然后执行read(fd[0], s, 40)语句，由于此时fd中的字符数小于要求取出的字符数（40），会引起阻塞，此时操作系统进行进程调度，在该运行结果中，可以看到，操作系统为进程1分配处理机，进程1开始执行，输出“Child process 1 is working!”，当进程1执行完毕后，由于进程1已经向fd中写入了40个字符，此时父进程由阻塞变为就绪状态，操作系统进行进程调度，在本次运行结果中，可以看到，此时操作系统为父进程分配处理机，父进程开始执行，输出“Child process 1 is sending a message!”，然后再次执行read(fd[0], s, 40)语句，由于此时fd中的字符数仍小于要求取出的字符数（40），会引起阻塞，此时操作系统进行进程调度，为进程2分配处理机，进程2开始执行，输出“Child process 2 is working!”，待进程2执行完毕后，此时父进程由阻塞状态变为就绪状态，操作系统进行进程调度，将处理机分配给父进程，父进程开始执行，输出“Child process 2 is sending a message!”，执行完毕。
这一块其实需要查阅大量的资料才能理解，比如fd的作用，pipe()函数的作用、lockf()函数的作用等，我这里的注释简要写了下，如果不太能理解，可以查查具体函数的作用，来加以理解
本文链接：https://my.lmcjl.com/post/9956.html
4 评论