实验三 进程的管道通信
一、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)学习进程创建的过程,进一步认识并发执行的实质;
(3)分析进程争用资源的现象,学习解决进程互斥的方法;
(4)学习解决进程同步的方法;
(5)掌握Linux系统进程间通过管道通信的具体实现方法。
二、实验内容及要求:
(1)使用系统调用pipe()建立一条管道线,两个子进程分别向管道写一句话(写的内容自己定,但要有该进程的一些信息);
(2)父进程从管道中读出来自两个子进程的消息,显示在屏幕上;
(3)要求:父进程首先接收子进程p1发来的消息,然后再接收子进程p2发来的消息;
(4)两个子进程要并发执行;
(5)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;
write的返回值(6)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,直到子进程将数据写入管道返回后,才将其唤醒。
三、实现:
相关的系统调用
fork()  用于创一个子进程。
  格式:int fork();
  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。
    格式:void exit( int status); 其中,status为进程结束状态。
pipe()  用于创建一个管道
    格式:pipe(int fd);
    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(int t);  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。
程序流程图
图1 父进程流程图
图2 子进程P1流程图
四、运行结果及说明
五、源代码
#include  <stdio.h>
#include  <sys/types.h>
#include  <stdlib.h>
#include  <sys/stat.h>
#include  <fcntl.h>
#include  <error.h>
#include  <wait.h>
#include  <unistd.h>
int main( ){
    int pid1,pid2,pid3;
    int fd[2];
    char outpipe[60],inpipe[60];
    pipe(fd);//创建一个管道
    while ((pid1=fork( ))==-1);
    printf("pid1=%d\n",pid1);
    if(pid1==0){
        printf("The Child process 1 is sending message!\n");
        lockf(fd[1],1,0);//互斥

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