進程間通信試驗報告

1、軟件學(xué)院計算機課程實驗報告冊課程名稱計算機操作系統(tǒng)實驗學(xué)期2011年至2012年第2學(xué)期學(xué)生所在院（系）軟件學(xué)院年級11軟件專業(yè)班級軟工（1）班學(xué)生姓名朱水云學(xué)號1115114034指導(dǎo)教師陳自剛實驗最終成績軟件學(xué)院實驗室制2012年4月實驗教師：分?jǐn)?shù)：實驗報告(二)實驗名稱：進程間通信實驗時間：2012年4月18號實驗性質(zhì)廠應(yīng)用性設(shè)計性綜合性一、實驗?zāi)康募耙螅篖inux系統(tǒng)的進程通信機構(gòu)(IPC)允許在任意進程間大批量地交換數(shù)據(jù)。本實驗的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通訊機制及信息量機制。二、實驗內(nèi)容與分析設(shè)計：1 .消息的創(chuàng)建，發(fā)送和接收。使用系統(tǒng)調(diào)用msgget(),msgsnd

2、(),msgrev(),及msgctl()編制一長度為1k的消息的發(fā)送和接收程序。觀察上面的程序，說明控制消息隊列系統(tǒng)調(diào)用msgctl()在此起什么作用？分析設(shè)計：(1) 為了便于操作和觀察結(jié)果，用一個程序為“引子”，先后fork()兩個子進程，SERVE序口CLIENT,進行通信。(2) SERVE端建立一個Key為75的消息隊列，等待其他進程發(fā)來的消息。當(dāng)遇到類型為1的消息，則作為結(jié)束信號，取消該隊列，并退出SERVER。SERVER每接收到一個消息后顯示一句”(server)received”。(3) CLIENT端使用Key為75的消息隊列，先后發(fā)送類型從10至U1的消息，然后退出。最

3、后的一個消息，既是SERVER端需要的結(jié)束信號。CLIENT每發(fā)送一條消息后顯示一句“(client)sent”。(4) 父進程在SERVERSCLIENT土勻退出后結(jié)束。2 .共享存儲區(qū)的創(chuàng)建、附接和段接。使用系統(tǒng)調(diào)用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),編制一個與上述功能相同的程序。比較上述(1),(2)兩種消息通信機制中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間。為了便于操作和觀察結(jié)果，用一個程序為“引子”，先后fork()兩個子進程，SERVER和CLIENT,進行通信。(2)SERVER端建立一個KEY75的共享區(qū)，并將第一個字節(jié)置為-1.作為數(shù)據(jù)空的標(biāo)志.等待其他進程發(fā)來的消息.

4、當(dāng)該字節(jié)的值發(fā)生變化時，表示收到了該消息，進行處理.然后再次把它的值設(shè)為-1.如果遇到的值為0,則視為結(jié)束信號，取消該隊列，并退出SERVER.SERVE每接收到一次數(shù)據(jù)后顯示”(server)received”.(3)CLIENT端建立一個為75的共享區(qū)，當(dāng)共享取得第一個字節(jié)為-1時，Server端空閑，可發(fā)送請求.CLIENT隨即填入9到0.期間等待Server端再次空閑.進行完這些操作后，CLIENT退出.CLIENT每發(fā)送一次數(shù)據(jù)后顯示”(client)sent”.(4)父進程在SERVE雨CLIENT均退出后結(jié)束.三、實驗步驟與調(diào)試過程：1,啟動計算機并運行l(wèi)inux系統(tǒng)2,打開中斷

5、進行程序書寫3,根據(jù)Linux系統(tǒng)的gcc自帶編譯器進行運行編譯4,分析運行出現(xiàn)的問題5,觀察運行結(jié)果，并思考6,退出中斷并寫出實驗報告調(diào)試過程：根據(jù)編譯提示的錯誤進行修改四、實驗結(jié)果:1消息的發(fā)送和接受運行結(jié)果：2.共享存儲區(qū)的創(chuàng)建、附接和段接運行結(jié)果:五、疑難與小結(jié)：1 .消息的創(chuàng)建，發(fā)送和接收小結(jié)：從理想的結(jié)果來說，應(yīng)當(dāng)是每當(dāng)Client發(fā)送一個消息后，server接收該消息，Client再發(fā)送下一條。也就是說“(Client)sent"和"(server)received"的字樣應(yīng)該在屏幕上交替出現(xiàn)。實際的結(jié)果大多是，先由Client發(fā)送兩條消息，然后Se

6、rver接收一條消息。此后ClientServer交替發(fā)送和接收消息.最后一次接收兩條消息.Client和Server分別發(fā)送和接收了10條消息，與預(yù)期設(shè)想一致message的傳送和控制并不保證完全同步，當(dāng)一個程序不再激活狀態(tài)的時候，它完全可能繼續(xù)睡眠，造成上面現(xiàn)象，在多次sendmessage后才receivemessage.這一點有助于理解消息轉(zhuǎn)送的實現(xiàn)機理.2.共享存儲區(qū)的創(chuàng)建、附接和段接運行的結(jié)果和預(yù)想的完全一樣。但在運行的過程中，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)client發(fā)送一次數(shù)據(jù)后，server要等大約0.1秒才有響應(yīng)。同樣，之后client又需要等待大約0.1秒才發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。出現(xiàn)上述的應(yīng)答延遲的

7、現(xiàn)象是程序設(shè)計的問題。當(dāng)client端發(fā)送了數(shù)據(jù)后，并沒有任何措施通知server端數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)出，需要由client的查詢才能感知。此時，client端并沒有放棄系統(tǒng)的控制權(quán)，仍然占用CPU的時間片。只有當(dāng)系統(tǒng)進行調(diào)度時，切換到了server進程，再進行應(yīng)答。這個問題，也同樣存在于server端到client的應(yīng)答過程之中。六、主要算法和程序清單1.消息的創(chuàng)建，發(fā)送和接收程序#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/msg.h>#include<sys/ipc.h>#defineMSGK

8、EY75/*定義關(guān)鍵詞MEGKEY*/structmsgform/*消息結(jié)構(gòu)*/(longmtype;charmtexe100;/*文本長度*/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);/*發(fā)送消息msg入msgid消息隊列*/exit(0);voidSERVER()(msgqid=msgge

9、t(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);/*由關(guān)鍵字獲得消息隊列*/do(msgrcv(msgqid,&msg,1030,0,0);/*從隊列msgid接受消息msg*/printf("(server)receiven");while(msg.mtype!=1);/*消息類型為1時，釋放隊列*/msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);main()(if(fork()(SERVER();wait(0);)elseCLIENT();)2.共享存儲區(qū)的創(chuàng)建、附接和段接#include<sys/types.h>#include<sys

10、/msg.h>#include<sys/ipc.h>#defineSHMKEY75/*定義共享區(qū)關(guān)鍵詞*/intshmid,i;int*addr;CLIENT()inti;SHMKEY*/shmid=shmget(SHMKEY,1024,0777|IPC_CREAT);/*獲取共享區(qū)，長度1024,關(guān)鍵詞addr=shmat(shmid,0,0);/*for(i=9;i>=0;i-)while(*addr!=-1);printf("(client)sent'n");/*addr=i;/*)exit(0);)SERVER()dowhile(*addr=-1);printf("(server)receivedn%d",*addr);if(*addr!=0)*addr=-1;while(*addr);wait(0);shmctl(shmid,IPC_RMID,0);共享區(qū)起始地址為addr*/打印(client)s