Linux进程间通信程序设计
Linux系统编程实验六进程间通信
实验六：进程间通信实验目的：学会进程间通信方式：无名管道，有名管道，信号，消息队列，实验要求：（一）在父进程中创建一无名管道，并创建子进程来读该管道，父进程来写该管道（二）在进程中为SIGBUS注册处理函数，并向该进程发送SIGBUS信号（三）创建一消息队列，实现向队列中存放数据和读取数据实验器材：软件：安装了Linux的vmware虚拟机硬件：PC机一台实验步骤：（一）无名管道的使用1、编写实验代码pipe_rw.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>int main(){int pipe_fd[2];//管道返回读写文件描述符pid_t pid;char buf_r[100];char* p_wbuf;int r_num;memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));//将buf_r初始化char str1[]=”parent write1 “holle””;char str2[]=”parent write2 “pipe”\n”;r_num=30;/*创建管道*/if(pipe(pipe_fd)<0){printf("pipe create error\n");return -1;}/*创建子进程*/if((pid=fork())==0) //子进程执行代码{//1、子进程先关闭了管道的写端close(pipe_fd[1]);//2、让父进程先运行，这样父进程先写子进程才有内容读sleep(2);//3、读取管道的读端，并输出数据if(read(pipe_fd[0],buf_r, r_num)<0){printf(“read error!”);exit(-1);}printf(“%s\n”,buf_r);//4、关闭管道的读端，并退出close(pipe_fd[1]);}else if(pid>0) //父进程执行代码{//1、父进程先关闭了管道的读端close(pipe_fd[0]);//2、向管道写入字符串数据p_wbuf=&str1;write(pipe_fd[1],p_wbuf,sizof(p_wbuf));p_wbuf=&str2;write(pipe_fd[1],p_wbuf,sizof(p_wbuf));//3、关闭写端，并等待子进程结束后退出close(pipe_fd[1]);}return 0;}/***********************#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>int main(){int pipe_fd[2];//管道返回读写文件描述符pid_t pid;char buf_r[100];char* p_wbuf;int r_num;memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));//将buf_r初始化char str1[]="holle";char str2[]="pipe";r_num=10;/*创建管道*/if(pipe(pipe_fd)<0){printf("pipe create error\n");return -1;}/*创建子进程*/if((pid=fork())==0) //子进程执行代码{close(pipe_fd[1]);//1、子进程先关闭了管道的写端//2、让父进程先运行，这样父进程先写子进程才有内容读//3、读取管道的读端，并输出数据if(read(pipe_fd[0],buf_r, r_num)<0){printf("read1 error!");exit(-1);}printf("\nparent write1 %s!",buf_r);sleep(1);if(read(pipe_fd[0],buf_r, r_num)<0){printf("read2 error!");exit(-1);}printf("\nparent write2 %s!",buf_r);close(pipe_fd[1]);//4、关闭管道的读端，并退出exit(1);//printf("child error!");}else if(pid>0) //父进程执行代码{close(pipe_fd[0]);//1、父进程先关闭了管道的读端p_wbuf=str1;//2、向管道写入字符串数据write(pipe_fd[1],p_wbuf,sizeof(str1));sleep(1);p_wbuf=str2;write(pipe_fd[1],p_wbuf,sizeof(str2));close(pipe_fd[1]);//3、关闭写端，并等待子进程结束后退出exit(1);//printf("father error!");}return 0;}**************************/2、编译应用程序pipe_rw.c3、运行应用程序子进程先睡两秒让父进程先运行，父进程分两次写入“hello”和“pipe”，然后阻塞等待子进程退出，子进程醒来后读出管道里的内容并打印到屏幕上再退出，父进程捕获到子进程退出后也退出4、由于fork函数让子进程完整地拷贝了父进程的整个地址空间，所以父子进程都有管道的读端和写端。
linux程序设计课件 第7章-进程间的通信
本章重点
1. 进程通信中信号的概念及信号处理。 2. 进程间的管道通信编程。 3. 进程间的内存共享编程。 4. 进程间队列通信编程。
2
进程之间要交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区， P1进程把数据从用户空间拷到内核缓冲区，P2进程再从内核缓冲区把 数据读走，如图7.1所示。内核提供的这种机制称为进程间通信（IPC， InterProcess Communication）。
例7.2 下列程序应用函数alarm(10)在运行10秒后发送信号 SIGALARM，程序接收到SIGALARM信号就被终止。
7-2源程序
[root@localhost root]# ./7-2
正在计数中:0 正在计数中:1 ........ 正在计数中:905 闹钟
11
7.2 信 号
例7.3 设计一个程序，要求用户进程创建一个子进程，父进程向子进 程发出SIGKILL信号，子进程收到此信号，结束子进程的运行。
24
7.3.1 无名管道操作
管道允许在进程之间按先进先出的方式传送数据， 是进程间通信的一种常见的方式。 例如： [root@localhost root]# ls | more
无名管道操作时，建立管道用pipe函数。管道操作分以下步骤： 1. 父进程调用pipe开辟管道，得到两个文件描述符指向管道的两端; 2. 父进程调用fork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; 3. 父进程关闭管道读取端，子进程关闭管道写入端。父进程可以往管 道里写，子进程可以从管道里读，管道是用环形队列实现的，数据从 写入端流入从读取端流出，这样就实现了进程间通信。
在Linux中，管道是一种特殊的文件，对一个进程来说，管道 的写入和读取与一个普通文件没有区别。
Linux环境编程8进程间通信
在写管道时，已写但尚未被读走的字节数应小于或等于PIPE_BUF(4096B).
4
8.2 管道
pipe函数
22 23 cpid = fork();
示例[8-12e4x_pifi(pcepi.dc]== -1) {
/* create child process */
25
perror("fork");
8{
34
9 int pipefd[2];
35
write(STDOUT_FILENO, "\n", 1);
10 pid_t cpid;
36
close(pipefd[0]);
11 char buf;
37
exit(EXIT_SUCCESS);
12ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
38 } else {
/* write argv[1] to pipe in prarent */
fork之后有两个操作选择，这取决于所需建立的管道的数据流向。根据不同 流向，在父子进程中要关闭相应端口。
在通信过程中的读、写规则：
当读一个写端已被关闭的管道时，在所有数据都被读取后，read返回0，以指 示到了文件结束处。
如果写一个读端已被关闭的管道，则产生SIGPIPE信号。如果忽略该信号或者 捕获该信号并从其处理程序返回，则write出错返回，errno设置为EPIPE。
第8章
进程间通信
1
8.2 管道
父进程
子进程
父进程
子进程
pipe函数
fd[0] fd[1]
fd[0] fd[1]
可通过调用pipe函数来创建一个管道。
fd[1]
fd[0]
《Linux操作系统设计实践》实验二：进程通信
《Linux操作系统设计实践》实验二:进程通信实验目的:进一步了解和熟悉 Linux 支持的多种 IPC 机制,包括信号,管道,消息队列,信号量,共享内存。
实验环境: redhat实验内容:(1)进程间命名管道通信机制的使用:使用命名管道机制编写程序实现两个进程间的发送接收信息。
(2)进程间消息队列通信机制的使用:使用消息队列机制自行编制有一定长度的消息(1k 左右)的发送和接收程序。
(3)进程间共享存储区通信机制的使用:使用共享内存机制编制一个与上述(2)功能相同的程序。
并比较分析与其运行的快慢。
实验代码验证:(1).使用命名管道机制编写程序实现两个进程间的发送接收信息。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define FIFO_FILE "MYFIFO"int main(int argc, char *argv[]){FILE *fp;int i;if (argc<=1){printf("usage: %s <pathname>\n",argv[0]); exit(1);}if ((fp = fopen(FIFO_FILE, "w")) == NULL) {printf("open fifo failed. \n");exit(1);}for (i = 1; i < argc; i++){if (fputs(argv[i],fp) == EOF){printf("write fifo error. \n");。
linux课程设计进程间通信
linux课程设计进程间通信一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握Linux进程间通信的基本概念和常用方法。
知识目标包括：掌握进程间通信的定义、作用和分类；理解Linux系统中进程间通信的机制和原理。
技能目标包括：学会使用Linux系统中的管道、信号和共享内存等通信方法；能够编写简单的Linux进程间通信程序。
情感态度价值观目标包括：培养学生对Linux系统的兴趣和好奇心，提高学生对计算机操作系统的基本认识；培养学生团队合作精神和自主学习能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括Linux进程间通信的概念、分类和机制，以及常用的进程间通信方法。
首先，介绍进程间通信的定义和作用，让学生了解进程间通信的重要性。
然后，讲解Linux系统中进程间通信的机制和原理，包括管道、信号和共享内存等方法。
接下来，通过实例演示和编程实践，让学生掌握这些通信方法的用法和特点。
最后，结合实际应用场景，讨论进程间通信在操作系统中的应用和意义。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，采用讲授法，向学生讲解进程间通信的基本概念和原理。
其次，通过案例分析法，分析实际应用场景中的进程间通信问题，引导学生学会运用所学知识解决实际问题。
然后，利用实验法，让学生动手实践，编写进程间通信程序，加深对通信方法的理解和记忆。
最后，采用讨论法，鼓励学生积极参与课堂讨论，培养团队合作精神和批判性思维。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，准备以下教学资源。
首先，教材《Linux操作系统原理与应用》，作为学生学习的基础资料。
其次，参考书《Linux进程间通信》，为学生提供更深入的理论学习资料。
再次，多媒体教学课件，用于直观展示进程间通信的原理和实例。
最后，实验室设备，包括计算机和网络设备，用于学生进行进程间通信实验。
通过这些教学资源，丰富学生的学习体验，提高学习效果。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多种方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
Linux环境下C程序设计-Linux程序设计进程间通信
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Linux操作系统
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8.3 信号量
v 在Linux系统中，信号量实质是整数计数器，常用于处理 进程或线程的对共享资源的同步和互斥问题。同步共享资 源要求同一时刻允许多个进程或线程访问该资源；互斥共 享资源要求同一时刻只允许一个进程或线程访问该资源。 这里的资源可以是某种硬件资源、一段代码或一个变量等。 当信号量的值大于或等于0时，表示并发进程或线程可使 用的资源实体数；信号量小于0表示正在等待使用共享资 源的进程数。
第八章 进程间通信
v 本章首先介绍Linux下进程间通信的相关内容；然后介绍 Linux平台下进程间通信相互通信的方法，包括共享内存、 信号量、管道通信、命名管道、消息队列；最后结合具体 的项目案例，阐述进程间通信的相关操作的具体应用。
v 本节学习目标： v √共享内存 v √信号量 v √管道通信 v √命名管道 v √消息队列
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Linux操作系统
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4 共享内存的控制
v shmctl：该函数的返回类型为整型，用于对共享内存的控 制。shmid参数表示附加的共享内存的引用标示符。buf参 数为指向shmid_ds结构体的指针。cmd参数为操作标志位， 若cmd参数取值为IPC_RMID则表示删除由shmid标示的 共享内存区；若cmd参数取值为IPC_SET则表示设置共享 内存区shmid_ds结构；cmd参数取值为IPC_STAT则表示 将共享内存区shmid_ds结构存储到buf指向的地址中。
v 函数shmdt调用成功返回0；否则调用失败返回-1。
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Linux操作系统
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5 综合示例
v 本节最后，通过利用共享内存的相关函数进行系统调用， 来演示如何创建和使用共享内存，加强对进程通信的理解。 共享内存的读函数my_shmget_reader如范例8-1a所示， 共享内存的写函数my_shmget_writer如范例8-1b所示。
linux进程间通信程序设计2
定义
unix早期通信机制之一的信号能够传送的信息量有 限，管道则只能传送无格式的字节流，这无疑会给 应用程序开发带来不便。消息队列（也叫做报文队 列）则克服了这些缺点。
发展
消息队列就是一个消息的链表。可以把消息看作一 个记录，具有特定的格式。 进程可以向消息队列中按照一定的规则添加新消息； 另一些进程则可以从消息队列中读走消息。
分类
目前主要有两种类型的消息队列：POSIX消息队列 以及系统V消息队列，系统V消息队列目前被大量使 用。
持续性
系统V消息队列是随内核持续的，只有在内核重起 或者人工删除时，该消息队列才会被删除。
键值
消息队列的内核持续性要求每个消息队列都在系统 范围内对应唯一的键值，所以，要获得一个消息队 列的描述字，必须提供该消息队列的键值。如下： #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> key_t ftok (char*pathname, char proj) 功能：返回文件名对应的键值。 pathname:文件名；proj:项目名（随意，不为0 即可）
发送消息 #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> int msgsnd(int msqid,struct msgbuf*msgp,int msgsz,int msgflg) 功能：向消息队列中发送一条消息。 msqid：已打开的消息队列id； msgp：存放消息的结构； msgsz：消息数据长度； msgflg：发送标志，有意义的msgflg标志为IPC_NOWAIT，指明在消息队列没有足够 空间容纳要发送的消息时，msgsnd是否等待。 struct msgbuf { long mtype; /* 消息类型 > 0 */ char mtext[1]; /* 消息数据的首地址 */ };
进程间通信Linux课程设计
进程间通信Linux 课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握进程间通信在Linux环境下的基本原理和实现方法。
具体目标如下：1.知识目标：–了解Linux操作系统的基本概念和架构；–理解进程间通信的概念、作用和分类；–掌握Linux下进程间通信的主要方法，如管道、消息队列、共享内存和信号等；–掌握同步机制，如互斥锁、条件变量和信号量等。
2.技能目标：–能够在Linux环境下编写简单的进程间通信程序；–能够分析并解决进程间通信过程中遇到的问题；–能够运用进程间通信的原理和技巧解决实际编程中的问题。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的团队协作意识和沟通能力；–培养学生的创新精神和自主学习能力；–培养学生对操作系统和进程间通信领域的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.Linux操作系统基本概念和架构；2.进程间通信的概念、作用和分类；3.Linux下进程间通信的主要方法：–消息队列；–共享内存；4.同步机制：–条件变量；5.进程间通信实例分析。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解基本概念、原理和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解进程间通信的原理和应用；3.实验法：让学生动手实践，培养实际编程能力；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养团队协作和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：《Linux进程间通信》；2.参考书：相关领域的经典著作和学术论文；3.多媒体资料：教学PPT、视频讲座等；4.实验设备：计算机、网络设备等。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的积极性、主动性和团队协作能力；2.作业：布置相关的编程练习和研究报告，评估学生的理解和应用能力；3.考试：包括期中和期末考试，以闭卷形式进行，评估学生对进程间通信知识的掌握程度和实际应用能力；4.实验报告：评估学生在实验过程中的动手能力和问题解决能力。
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计算机与信息技术学院设计性实验报告
一、实验目的
（1）理解进程概念；
（2）理解并掌握多进程开发模式；
（3）理解并掌握Linux平台进程间数据的传送方法。
二、总体设计
（1）实验内容：编写程序实现进程的管道通信。
用系统调用pipe( )建立一管道，创建两个二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：
Message from child P1!
Message from child P2!
父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示。
（2）设计原理：
所谓管道，是指能够连接一个写进程和一个读进程、并允许它们进行通信的一个共享文件，又称为pipe文件。
由写进程从管道的写入端（句柄1）将数据写入管道，而读进程则从管道的读出端（句柄0）读出数据。
通过管道的信息流
三、实验步骤：
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
# include <string.h>
#define BUFSIZE 100
int pid1,pid2;
int main()
{
int fd[2];
char buf_out [BUFSIZE], buf_in [BUFSIZE];
if (pipe(fd) < 0)
{ printf("pipe error\n"); exit(1); } /*创建一个管道*/
if ((pid1 = fork()) < 0) /*创建子进程1*/
{ printf("fork1 failure\n"); exit(1); }
else if (pid1 == 0)
{
lockf(fd[1],1,0);
strcpy(buf_out," Message from child P1!"); /*把串放入数组buf_out中*/
write(fd[1],buf_out,BUFSIZE); /*向管道写长为BUFSIZE字节的串*/ sleep(5); /*自我阻塞5秒*/
lockf(fd[1],0,0);
exit(0);
}
else
{
while((pid2=fork( ))==-1); /*创建子进程2*/
if(pid2==0)
{ lockf(fd[1],1,0); /*互斥*/
sprintf(buf_out,"Message from child %d!",getpid());
write(fd[1], buf_out,BUFSIZE);
sleep(5);
lockf(fd[1],0,0);
exit(0);
}
else
{ wait(0); /*同步*/
read(fd[0], buf_in,BUFSIZE); /*从管道中读长为BUFSIZE字节的串*/
printf("%s\n", buf_in);
wait(0);
read(fd[0], buf_in,BUFSIZE);
printf("%s\n", buf_in);
exit(0);
}
}
return 0;
}
四、结果分析与总结
延迟5秒后显示
Message from child P1！
再等待5秒显示
Message from child P2！
总结：本实验通过父进程用pipe( )建立一个无名管道，再用fork函数创建了两个子进程，父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示，利用锁定与解锁实现了两个子进程向管道互斥通信。
通过本次实验了解到进程的概念，知道了什么是管道，并且熟悉了LINUX支持的管道通信方式，开始时对子进程P1和P2为什么能够对管道进行操作产生疑问，后来明白子进程P1和P2之所以能够对管道进行操作是其调用pipe()进程并识别该管道描述符，此次实验使我获益匪浅。
教师签名：
年月日。