实验5.1-观察实验-实验报告.doc

实验报告题目:观察实验1、实验目的与内容在Linux下，用ipcs()命令观察进程通信情况，了解Linux基本通信机制。2、实验原理Linux IPC继承了Unix System V及DSD等，共有6种机制： 信号(signal)、管道(pipe和命名管道(named piped)、消息队列（message queues）、共享内存（shared memory segments）、信号量（semaphore）、套接字（socket）。本实验中用到的几种进程间通信方式：（1）共享内存段（shared memory segments）方式将个进程的虚拟地址映射到同一内存物理地址，实现内存共享对共享内存的访问同步需由用户进程自身或其它IPC机制实现（如信号量）用户空间内实现，访问速度最快。Linux利用shmid_ds结构描述所有的共享内存对象。（2）信号量（semaphore）方式实现进程间的同步与互斥 P/V操作， Signal/wait操作 Linux利用semid_ds结构表示IPC信号量（3）消息队列（message queues）方式 消息组成的链表，进程可从中读写消息。 Linux维护消息队列向量表msgque，向量表中的每个元素都有一个指向msqid_ds结构的指针，每个msqid_ds结构完整描述一个消息队列.LINUX系统提供的IPC函数有：l msgget(关键字，方式）：创建或打开一个消息队列l msgsnd(消息队列标志符，消息体指针，消息体大小，消息类型）:向队列传递消息l msgrcv(消息队列标志符，消息体指针，消息体大小，消息类型）：从队列中取消息l msgctl(消息队列标志符，获取设置删除，maqid_ds缓冲区指针）：获取或设置某个队列信息，或删除某消息队列Linux系统中，内核，I/O任务，服务器进程和用户进程之间采用消息队列方式，许多微内核OS中，内核和各组件间的基本通信也采用消息队列方式.3.实验内容:查看共享信息的内存的命令是ipcs -m|-s|-q。默认会列出共享内存、信号量，队列信息，-m列出共享内存，-s列出共享信号量，-q列出共享队列清除命令是ipcrm -m|-s|-q id。-m 删除共享内存，-s删除共享信号量，-q删除共享队列。ipcs -a或ipc 显示当前系统中共享内存段、信号量集、消息队列的使用情况；ipcs -m 显示共享内存段的使用情况；ipcs -s 显示信号量集的使用情况；ipcs -q 显示消息队列的使用情况；ipcrm可用来删除对应的共享内存段、信号量、消息队列；ipcrm -s semid 删除对应的信号量集ipcrm -m shmid 删除对应的共享内存段ipcrm -q msqid 删除对应的消息队列共享内存大小查看# cat /proc/sys/kernel/shmmax共享内存段有时不能马上删除，需使用这个内存段的所有进程向OS发送detach命令时才有释放，此时可以考虑删除进程使用的信号量,帮助释放共享内存段编写测试源程序如下:注:这个程序中,父进程会将三条消息发送到消息队列,子进程在等待60秒后,再收接消息.在60秒中,消息存在于消息队列,以便于我们查看.测试源程序文本:(消息队列方式)#include #include #include #include #include #include #include #include #include struct message long int mtype; char mtext128;int send_msg(int qid, int mtype, const char text) struct message msg = .mtype = mtype ; strncpy (msg.mtext, text, sizeof(msg.mtext); int r = msgsnd(qid, &msg, sizeof(msg), 0); if (r = -1) perror(msgsnd); void producer(int mqid) send_msg(mqid, 1, type 1 - first); send_msg(mqid, 2, type 2 - second); send_msg(mqid, 1, type 1 - third);void consumer(int qid) struct message msg; int r; int i; for (i = 0;i3; i+) r = msgrcv(qid, &msg, sizeof(struct message), -2, 0); printf(%sn, msg.mtext); int main (int argc, char *argv) int mqid; mqid = msgget (IPC_PRIVATE, S_IREAD|S_IWRITE); if (mqid = -1) perror(msgget); exit (1); pid_t pid = fork(); if (pid = 0) sleep(60); consumer(mqid); exit (0); else int status; producer(mqid); wait(&status); int r = msgctl(mqid, IPC_RMID, 0); if (r) perror(msgctl); return 0;系统信号量方式:#include #include #include #include #include #include #include #include intmain (int argc, char *argv) key_t semkey = ftok(/tmp, a); int semid = semget(semkey, 1, IPC_CREAT|IPC_EXCL|S_IRUSR|S_IWUSR); if(semid != -1) printf(Created new semaphoren); else if(errno = EEXIST) printf(semaphore existsn); semid = semget(semkey, 1, 0); assert(semid != -1); if (argc = 2) int op = atoi(argv1); struct sembuf sb= .sem_num = 0, .sem_op = op, .sem_敏感词 = 0 ; int r = semop (semid,&sb,1); assert(r != -1); printf(Operation %d donen, op); else printf(no operation n); printf(semid %d value %dn, semid ,semctl(semid,0,GETVAL); return 0;共享内存方式:#include #include #include #include #include #include #include void error_out(const char *msg) perror(msg); exit(EXIT_FAILURE);int main (int argc, char *argv) key_t mykey = 12345678; const size_t region_size = sysconf(_SC_PAGE_SIZE); int smid = shmget(mykey, region_size, IPC_CREAT|0666); if(smid = -1) error_out(shmget); void *ptr; ptr = shmat(smid, NULL, 0); if (ptr = (void *) -1) error_out(shmat); pid_t pid = fork(); if (pid = 0) u_long *d = (u_long *)ptr; *d = 0xdeadbeef; exit(0); else int status; waitpid(pid, &status, 0); printf(child wrote %#lxn, *(u_long *)ptr); sleep(30); int r = shmdt(ptr); if (r = -1) error_out(shmdt); r = shmctl(smid, IPC_RMID, NULL); if (r = -1) error_out(shmdt); return 0;