1. 问题描述（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？ 2. 数据结构及算法设计 msgctl ：获取和设置消息队列的属性 msgsnd ：将消息写入到消息队列 Msgget：得到消息队列标识符或创建一个消息队列对象 3. 程序实现 #include #include #include #include #include #include #define MSGKEY 75 /*定义关键词MEGKEY*/ struct msgform /*消息结构*/ { long mtype; char mtexe[1030]; /*文本长度*/ }msg; int msgqid,i; void CLIENT( ) { int i; msgqid=msgget(MSGKEY,0777); for(i=10;i>=1;i--) { msg.mtype=i; printf("(client)sent\n"); msgsnd(msgqid,&msg,1024,0); /*发送消息msg入msgid消息队列*/ } exit(0); } void SERVER( ) { 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); exit(0); } int main() { if(fork()) SERVER(); else CLIENT( ); wait(0); wait(0); } 4.测试分析：msgctl函数根据参数IPC_RMID 释放队列号为msgqid的消息队列。 CILENT函数调用msgsed函数发送消息。而SERVER函数使用msgrcv接收消息。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。而实际结果却是CILENT发送的消息后SERVICE并不能及时收到。这是因为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, 三、实验内容2 1. 问题描述共享存储区的创建、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。 2. 数据结构及算法设计（请准确、规范运用专业图表、术语描述）（要对主要算法的复杂度提供计算或讨论。） 3. 程序实现 #include #include #include #include #include #include #include #define SHMKEY 75 /*定义共享区关键词*/ int shmid,i; int *addr; int CLIENT() { int i; shmid=shmget(SHMKEY,1024,0777); /*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); } int SERVER() { 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*/ do { *addr=-1; while(*addr==-1); printf("(server)received\n"); /*服务进程使用共享区*/ } while(*addr); shmctl(shmid,IPC_RMID,0); exit(0); } int main() { if(fork())SERVER(); if(fork())CLIENT(); wait(0); wait(0); } 4. 测试分析：运行程序时，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。造成问题的原因是，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。四、实验内容3 1. 问题描述（3）进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管理通信。使用系统调用pipe()建立一条管道线；两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。 2.数据结构及算法设计 pipe函数定义中的fd参数是一个大小为2的一个数组类型的指针。该函数成功时返回0，并将一对打开的文件描述符值填入fd参数指向的数组。失败时返回 -1并设置errno。 3. 程序实现 #include #include #include #include #include #include #include int pid1,pid2; main( ) { int fd[2]; char outpipe[100],inpipe[100]; pipe(fd); /*创建一个管道*/ while ((pid1=fork( ))==-1); if(pid1==0) { lockf(fd[1],1,0); sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!"); /*把串放入数组outpipe中*/ write(fd[1],outpipe,50); /*向管道写长为50字节的串*/ sleep(5); /*自我阻塞5秒*/ lockf(fd[1],0,0); exit(0); } else { while((pid2=fork( ))==-1); if(pid2==0) { lockf(fd[1],1,0); /*互斥*/ sprintf(outpipe,"child 2 process is sending message!"); write(fd[1],outpipe,50); sleep(5); lockf(fd[1],0,0); exit(0); } else { wait(0); /*同步*/ read(fd[0],inpipe,50); /*从管道中读长为50字节的串*/ printf("%s\n",inpipe); wait(0); read(fd[0],inpipe,50); printf("%s\n",inpipe); exit(0); } } } 4. 测试分析：程序首先调用pipe函数创建了一个管道。之后让进程p1和p2向管道写入数据后并自我阻塞5s。之后主进程将读出数据并输出。总结通过这次实验，我了解到了进程通信的几种方式。并对知识加以实践。

“操作系统实验”实验报告