操作系统进程创建父子进程实验报告

2009-2010学年第一学期

专   业：网络工程

班   级：071022

学   号：07102210

姓   名：刘辰龙

提交日期：2009.12.04

实验一、Linux进程创建与进程通信

【实验目的】

1. 熟悉有关Linux系统调用；

2. 学习有关Linux的进程创建，理解进程创建后两个并发进程的执行；

3. 通过系统调用wait()和exit()，实现父子进程同步；

4. 掌握管道、消息缓冲等进程通信方法并了解其特点和使用。

【实验程序及分析】

1. 父进程创建子进程

实现父进程创建一个子进程，返回后父子进程分别循环输出字符串“The parent process.”及“The child process.”5次，每次输出后使用sleep(1)延时一秒，然后再进入下一次循环。给出源程序代码和运行结果。

程序代码：

#include

main()

{

    int p,i;

    while((p=fork())==-1);        //创建子进程直至成功

    if(p==0)                    //子进程返回

    {

     for(i=0;i<5;i++)

        {

            printf("The child process!\\n");

            sleep(1);            //延时1秒

        }

    }

    else{                    //父进程返回

     for(i=0;i<5;i++)

        {

            printf("The parent process!\\n");

            sleep(1);            //延时1秒

        }

    }

}

运行结果：

2. 父子进程同步

  修改上题程序，使用exit()和wait()实现父子进程同步，其同步方式为父进程等待子进程的同步，即：子进程循环输出5次，然后父进程再循环输出5次。给出源程序代码和运行结果。

程序代码：

#include

main()

{

    int p,i;

    while((p=fork())==-1);                    //创建子进程直至成功

    if(p>0)                                //返回父进程

    {

        wait(0);                            //父进程等待子进程终止

     for(i=0;i<5;i++)

        {

            printf("The parent process!\\n");

            sleep(1);                        //延时1秒

        }

    }

    else                                    //返回子进程

    {

     for(i=0;i<5;i++)

        {

            printf("The child process!\\n");

            sleep(1);

        }

        exit(0);                            //子进程向父进程发终止信号0

    }

}

运行结果：

3. Linux管道通信

  编写一个程序，实现以下功能。给出源程序代码和运行结果。

（1）父进程使用系统调用pipe()创建一个无名管道；

（2）创建两个子进程，分别向管道发送一条信息后结束；

子进程1发送：Child 1 is sending a message to parent!

子进程2发送：Child 1 is sending a message to parent!

（3）父进程从管道中分别接收两个子进程发来的消息并显示在屏幕上，父进程结束。两个子进程发送信息没有先后顺序要求。

程序代码：

#include

#include

main()

{

    int p1,p2,fd[2];

    char outpipe[50];                    //定义读缓冲区

    char inpipe1[50]="Child 1 is sending a message to parent!";//定义写缓冲区1

    char inpipe2[50]="Child 2 is sending a message to parent!";//定义写缓冲区2

    pipe(fd);                            //创建无名管道

    while((p1=fork())==-1);            //创建子进程1

    if(p1==0)                            //子进程1返回

    {

        write(fd[1],inpipe1,50);        //写信息到管道

        exit(0);

    }

    else{

        while((p2=fork())==-1);        //创建子进程2

        if(p2==0)                        //子进程2返回

        {

            write(fd[1],inpipe2,50);//写信息到管道

            exit(0);

        }

        else

        {

            wait(0);                    //等待子进程结束

            read(fd[0],outpipe,50);    //从管道读信息到读缓冲区

            printf("%s\\n",outpipe);    //显示读出的信息

            wait(0);

            read(fd[0],outpipe,50);

            printf("%s\\n",outpipe);

        }

    }

}

运行结果：

4. Linux消息缓冲通信

  编写一个程序，实现以下功能。给出源程序代码和运行结果。

  （1）父进程创建一个消息队列和一个子进程，由子进程发送消息，父进程等待子进程结束后接收子进程发来的消息，并显示消息内容。以“end”作为结束消息。

程序代码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define  MAXMSG  512                 //定义消息长度 

struct  my_msg                       //定义消息缓冲区数据结构 

{

    long int my_msg_type;

    char some_text[MAXMSG];

}msg;

main()

{

    int p;

    int  msgid;                            //定义消息缓冲区内部标识 

    char buffer[BUFSIZ];                    //定义用户缓冲区 

    msgid=msgget(1234,0666|IPC_CREAT);    //创建消息队列，key为1234 

    long  int   msg_to_receive=0;

    while((p=fork())==-1);

    if(p==0){

        while(1)

        {

            puts("Enter some text:");             //提示键入消息内容 

            fgets(buffer,BUFSIZ,stdin);           //标准输入送buffer 

            msg.my_msg_type=1;               //设置消息类型为1 

            strcpy(msg.some_text,buffer);          //buffer送消息缓冲      

            msgsnd (msgid,&msg,MAXMSG,0);       //发送消息到消息队列 

            if(strncmp(msg.some_text,"end",3)==0)    /消息为“end”则结束 

                break;     

        }

        exit(0);

    }

    else{

        wait(0);

        while (1)

        {

            msgrcv (msgid, &msg, BUFSIZ, msg_to_receive, 0);     //接收消息    

            printf ("You wrote:%s",msg.some_text);              //显示消息 

            if (strncmp (msg.some_text,"end",3)==0)            //消息为“end”则结束 

                break;

        }

        msgctl (msgid, IPC_RMID,0);                          //撤消消息队列 

    }

}

运行结果：

2）分别编写发送进程和接收进程，由发送进程发送消息，接收进程接收消息。采用先执行发送进程后执行接收进程的方式同步。以“end”作为结束消息。

程序代码：

① 发送进程：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define  MAXMSG  512                 //定义消息长度 

struct  my_msg                       //定义消息缓冲区数据结构 

{

    long int my_msg_type;

    char some_text[MAXMSG];

}msg;

main( )

{

    int  msgid;                            //定义消息缓冲区内部标识 

    char buffer[BUFSIZ];                    //定义用户缓冲区 

    msgid=msgget(1234,0666|IPC_CREAT);    //创建消息队列，key为1234 

    while(1)

    {

        puts("Enter some text:");             //提示键入消息内容 

        fgets(buffer,BUFSIZ,stdin);           //标准输入送buffer 

        msg.my_msg_type=1;                   //设置消息类型为1 

        strcpy(msg.some_text,buffer);          //buffer送消息缓冲      

        msgsnd (msgid,&msg,MAXMSG,0);       //发送消息到消息队列 

        if(strncmp(msg.some_text,"end",3)==0)    /消息为“end”则结束 

        break;     

    }

    exit(0);

  }

运行结果：

接收进程：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define  MAXMSG  512        //定义消息长度 

struct  my_msg               //定义消息f缓冲区数据结构 

{

    long int my_msg_type;

    char some_text[MAXMSG];

}msg;

main()

{

    int  msgid;            //定义消息缓冲区内部标识 

    long  int   msg_to_receive=0;

    msgid=msgget(1234, 0666|IPC_CREAT);     //获取消息队列，key为1234 

    while (1)

    {

        msgrcv (msgid, &msg, BUFSIZ, msg_to_receive, 0); //接收消息    

        printf ("You wrote:%s",msg.some_text);              //显示消息 

        if (strncmp (msg.some_text,"end",3)==0)            //消息为“end”则结束 

            break;

    }

    msgctl (msgid, IPC_RMID,0);                      //撤消消息队列 

    exit (0);

}

运行结果：