进程间通信实验报告

第1页共7页软件学院计算机课程实验报告册课程名称计算机操作系统实验学期2011年至2012年第2学期学生所在院（系）软件学院年级11软件专业班级软工（1）班学生姓名朱水云学号1115114034指导教师陈自刚实验最终成绩软件学院实验室制2012年4月第2页共7页实验报告(二)实验名称：进程间通信实验时间：2012年4月18号实验性质应用性设计性综合性一、实验目的及要求:Linux系统的进程通信机构(IPC)允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通讯机制及信息量机制。二、实验内容与分析设计:1.消息的创建，发送和接收。①使用系统调用msgget(),msgsnd(),msgrev(),及msgctl()编制一长度为1k的消息的发送和接收程序。②观察上面的程序，说明控制消息队列系统调用msgctl()在此起什么作用？分析设计：（1）为了便于操作和观察结果，用一个程序为“引子”，先后fork()两个子进程，SERVER和CLIENT，进行通信。（2）SERVER端建立一个Key为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息，则作为结束信号，取消该队列，并退出SERVER。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。（3）CLIENT端使用Key为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息，然后退出。最后的一个消息，既是SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。（4）父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。2.共享存储区的创建、附接和段接。使用系统调用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),编制一个与上述功能相同的程序。比较上述（1），（2）两种消息通信机制中数据传输的时间。(1)为了便于操作和观察结果，用一个程序为“引子”，先后fork()两个子进程，SERVER和CLIENT，进行通信。(2)SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1.作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER每接收到一次数据后显示”(server)received”.(3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时,Server端空闲,可发送请求.CLIENT随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后,CLIENT退出.CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”.(4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束.三、实验步骤与调试过程:1，启动计算机并运行linux系统2，打开中断进行程序书写3，根据Linux系统的gcc自带编译器进行运行编译4，分析运行出现的问题分数：实验教师：第3页共7页5，观察运行结果，并思考6，退出中断并写出实验报告调试过程:根据编译提示的错误进行修改四、实验结果：1消息的发送和接受运行结果：2.共享存储区的创建、附接和段接运行结果：第4页共7页五、疑难与小结：1.消息的创建，发送和接收小结：从理想的结果来说，应当是每当Client发送一个消息后，server接收该消息，Client再发送下一条。也就是说“(Client)sent”和“(server)received”的字样应该在屏幕上交替出现。实际的结果大多是，先由Client发送两条消息，然后Server接收一条消息。此后ClientServer交替发送和接收消息.最后一次接收两条消息.Client和Server分别发送和接收了10条消息,与预期设想一致message的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象,在多次sendmessage后才receivemessage.这一点有助于理解消息转送的实现机理.2.共享存储区的创建、附接和段接运行的结果和预想的完全一样。但在运行的过程中，发现每当client发送一次数据后，server要等大约0.1秒才有响应。同样，之后client又需要等待大约0.1秒才发送下一个数据。出现上述的应答延迟的现象是程序设计的问题。当client端发送了数据后，并没有任何措施通知server端数据已经发出，需要由client的查询才能感知。此时，client端并没有放弃系统的控制权，仍然占用CPU的时间片。只有当系统进行调度时，切换到了server进程，再进行应答。这个问题，也同样存在于server端到client的应答过程之中。第5页共7页六、主要算法和程序清单1.消息的创建，发送和接收〈程序〉#includestdio.h#includesys/types.h#includesys/msg.h#includesys/ipc.h#defineMSGKEY75/*定义关键词MEGKEY*/structmsgform/*消息结构*/{longmtype;charmtexe[100];/*文本长度*/}msg;intmsgqid,i;voidCLIENT(){inti;msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);for(i=10;i=1;i--){msg.mtype=i;printf((client)sent\n);msgsnd(msgqid,&msg,1030,0);/*发送消息msg入msgid消息队列*/}exit(0);}voidSERVER(){msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);/*由关键字获得消息队列*/do{msgrcv(msgqid,&msg,1030,0,0);/*从队列msgid接受消息msg*/printf((server)receive\n);}while(msg.mtype!=1);/*消息类型为1时，释放队列*/msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);}main(){if(fork()){第6页共7页SERVER();wait(0);}elseCLIENT();}2.共享存储区的创建、附接和段接#includesys/types.h#includesys/msg.h#includesys/ipc.h#defineSHMKEY75/*定义共享区关键词*/intshmid,i;int*addr;CLIENT(){inti;shmid=shmget(SHMKEY,1024,0777|IPC_CREAT);/*获取共享区，长度1024，关键词SHMKEY*/addr=shmat(shmid,0,0);/*共享区起始地址为addr*/for(i=9;i=0;i--){while(*addr!=-1);printf((client)sent\n);/*打印（client）sent*/*addr=i;/*把i赋给addr*/}exit(0);}SERVER(){do{while(*addr==-1);printf((server)received\n%d,*addr);/*服务进程使用共享区*/if(*addr!=0)*addr=-1;}while(*addr);wait(0);shmctl(shmid,IPC_RMID,0);}main(){shmid=shmget(SHMKEY,1024,0777|IPC_CREAT);/*创建共享区*/addr=shmat(shmid,0,0);/*共享区起始地址为addr*/第7页共7页*addr=-1;if(fork()){SERVER();}else{CLIENT();}}