实验四父子进程通信

Linux进程通信
【实验程序及分析】
2. 父子进程同步
修改父进程创建子进程程序，使用exit()和wait()实现父子进程同步，其同步方式为父进程等待子进程的同步，即：子进程循环输出5次，然后父进程再循环输出5次。

给出源程序代码和运行结果。

wait的函数原型是：
#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
返回值：如果执行成功则返回子进程识别码(PID)，如果有错误发生则返回-1。

失败原因存于errno中。

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程， wait 就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。

但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样：
pid = wait(NULL);
如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1。

通过执行系统调用exit来终止一个进程。

进程可以显示的调用exit系统调用来终止一个进程，也可以通过在程序结束时的return来实现。

调用exit方式如下：
exit(status);
status是返回给父进程的终止code。

当一个进程exit后，这个进程处于zombie state。

一般情况下exit(0)表示正常退出,exit(1)，exit(-1)为异常退
出，0、1、-1是返回值，具体含义可以自定。

exit是在调用处强行退出程序，运行一次程序就结束。

程序代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int p,i;
while( …p=fork())<0….); //创建子进程直至成功
if(p>0) //返回父进程
{
…wait(0);……. //利用wait函数，父进程等待子进程终止
for(…i=0;i<5;i++….) //循环5次
{
printf("某某某输出：The parent process!\n");
sleep(1); //延时1秒
}
}
else //返回子进程
{
for(…i=0;i<5;i++…….) //循环5次
{
printf("某某某输出：The child process!\n");
sleep(1);
}
…exit(0);……. //利用exit函数，子进程向父进程发终止信号0 }
}
运行结果截图：
3. Linux管道通信
编写一个程序，实现以下功能。

给出源程序代码和运行结果。

（1）父进程使用系统调用pipe创建一个无名管道；
（2）创建两个子进程，分别向管道发送一条信息后结束；
子进程1发送：Child 1 is sending a message to parent!
子进程2发送：Child 2 is sending a message to parent!
（3）父进程从管道中分别接收两个子进程发来的消息并显示在屏幕上，父进程结束。

两个子进程发送信息没有先后顺序要求。

管道有两种限制；
(1) 它们是半双工的。

数据只能在一个方向上流动。

(2) 它们只能在具有公共祖先的进程之间使用。

通常，一个管道由一个进程创建，然后该进程调用fork，此后父、子进程之间就可应用该管道。

管道是由调用pipe函数而创建的
#include <unistd.h>
int pipe(int filedes[2]);
经由参数filedes返回两个文件描述符：
1）filedes[0]为读而打开，
2）filedes[1]为写而打开。

filedes[1]的输出是filedes[0]的输入。

单个进程中的管道几乎没有任何用处。

通常，一个进程调用pipe然后再调用fork产生一个子进程。

因为子进程从父进程继承了任何打开的文件描述符，就建立起了一个IPC通道。

下一步取决于进程是读数据还是写数据。

一般的规则是读数据的进程关闭管道的写入端，而写数据的进程关闭管道的读出端。

例：
如果父进程正在向子进程发送数据，则父进程关闭filedes[0]，并向filedes[1]写入数据，而子进程关闭filedes[1]，并从filedes[0]读入数据。

程序代码：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int p1,p2, filedes[2];
char outpipe[100]; //定义读缓冲区
//定义写缓冲区1
char inpipe1[100]="某某输出：Child 1 is sending a message to parent!";
//定义写缓冲区2
char inpipe2[100]="某某输出：Child 2 is sending a message to parent!";
pipe(filedes); //创建无名管道
while((p1=fork())<0); //fork,创建子进程1
if(p1==0) //子进程1返回
{
write(filedes[1],inpipe1,100); //写信息到管道
exit(0);
}
else{
while((p2=fork())<0); //创建子进程2
if(p2==0) //子进程2返回
{
write(filedes[1],inpipe2,100);//写信息到管道
exit(0);
}
else
{
wait(0); //等待子进程结束
read(filedes[0],outpipe,100); //从管道读信息到读缓冲区
printf("%s\n",outpipe); //显示读出的信息
wait(0);
read(filedes[0],outpipe,100); //从管道读信息到读缓冲区
printf("%s\n",outpipe); //显示读出的信息
}
}
}
运行结果截图：。