进程的管道通信实验

*******************

实践教学

*******************

兰州理工大学

计算机与通信学院

2010年秋季学期

操作系统原理课程设计

题目：进程的管道通信实验

专业班级：计算机（n）班

姓名：桌面小箭头

学号：0123456789

指导教师：刘嘉

成绩：

目录

前言 (3)

摘要 (4)

正文 (5)

1.设计思想 (5)

2.函数的关系调用图 (7)

3.相关的各模块的伪码算法 (8)

4.测试结果 (9)

5.源程序（带注释） (10)

总结 (13)

参考文献 (14)

致谢 (15)

附件Ⅰ部分源程序代码 (16)

前言

通过该题目的设计过程，了解什么是管道，熟悉UNIX/LINUX支持的管道通信方式。

了解UNIX的命令及使用格式，熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令，练习并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C程序，学会利用gcc、gdb编译、调试C程序。

编写程序实现进程的管道通信。用系统调用pipe( )建立一管道，二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：

Child 1 is sending a message!

Child 2 is sending a message!

父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收P1，后P2）。

通过实践设计对操作系统的了解进一步加强，同时加深了对C语言以及vi编译器的熟悉和理解。此外，将所学的课本理论知识再次运用到实践当中，做到理论与实践相结合，得到软件工程的综合训练，提高解决实际问题的能力。

摘要

所谓管道，是指能够连接一个写进程和一个读进程的、同时允许它们以生产者－——消费者方式进行通信的一个共享文件，又称为pipe文件。由写进程从管的写入端（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

关键词：父进程，读写进程，管道，通信,文件

正文

1.设计思想

1．管道的创建:

#include

int pipe(int fd[2])

该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在亲缘关系，这里的亲缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。

2．管道的读写规则：

管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读，由描述字fd[0]表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示，称其为管道写端。如果试图从管道写端读取数据，或者向管道读端写入数据都将导致错误发生。一般文件的I/O 函数都可以用于管道，如close、read、write等等。

（1）从管道中读取数据：

如果管道的写端不存在，则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0；

当管道的写端存在时，如果请求的字节数目大于PIPE_BUF，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF，则返回管道中现有数据字节数（此时，管道中数据量小于请求的数据量）；或者返回请求的字节数（此时，管道中数据量不小于请求的数据量）。

（2）向管道中写入数据：

向管道中写入数据时，linux将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将一直阻塞。

注：只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIFPIPE信号，应用程序可以处理该信号，也可以忽略（默认动作则是应用程序终止）。

3，实验目的：

1、了解UNIX的命令及使用格式，熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令，练

习并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C程序，学会利用gcc、gdb编译、调试C程序。

2、编写程序实现进程的管道通信。用系统调用pipe( )建立一管道，二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：

Child 1 is sending a message!

Child 2 is sending a message!

父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收P1，后P2）。

2.函数的关系调用图

3.相关的各模块的伪码算法

1，pipe()

建立一无名管道。

系统调用格式

pipe(filedes)

参数定义

int pipe(filedes);

int filedes[2];

其中，filedes[1]是写入端，filedes[0]是读出端。

该函数使用头文件如下：

#include

#inlcude

#include

2、read( )

系统调用格式

read(fd,buf,nbyte)

功能：从fd所指示的文件中读出nbyte个字节的数据，并将它们送至由指针buf所指示的缓冲区中。如该文件被加锁，等待，直到锁打开为止。

参数定义

int read(fd,buf,nbyte);

int fd;

char *buf;

unsigned nbyte;

3、write( )

系统调用格式

read(fd,buf,nbyte)

功能：把nbyte 个字节的数据，从buf所指向的缓冲区写到由fd所指向的文件中。如文件加锁，暂停写入，直至开锁。

参数定义同read( )。