计算机操作系统 实验四：进程通信（二）

1 ．实验目的

学习如何利用消息缓冲队列进行进程间的通信，并加深对消息缓冲队列通信机制的理解。

2 ．实验内容

(1) 了解系统调用msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()的功能和实现过程。

(2) 编写一段程序，使其用消息缓冲队列来实现父进程和子进程之间的通信。父进程先建立一个关键字为MSGKEY(如75)（即#define MSGKEY 75）的消息队列，然后等待接收类型为1的消息；在收到请求消息后，它便显示字符串“serving for client ”和接收到的子进程的进程标识数，表示正在为子进程服务；然后再向子进程发送一应答消息，该消息的类型是该子进程的进程标识数，而正文则是父进程自己的标识数。子进程则向消息队列发送类型为1的消息(消息的正文为自己的进程标识数)，以取得父进程的服务，并等待父进程发来的应答；然后显示字符串“receive reply from ”和接收到的父进程的标识数。

3 ．实验步骤

(1) 了解系统调用msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()的功能和实现过程。

msgget（）

功能：得到消息队列标识符或创建一个消息队列对象

msgctl（）

功能：获取和设置消息队列的属性

msgsnd （）

功能：将消息写入到消息队列

msgrcv（）

功能：从消息队列读取消息

(2) 编写一段程序，使其用消息缓冲队列来实现父进程和子进程之间的通信。父进程先建立一个关键字为MSGKEY(如75)（即#define MSGKEY 75）的消息队列，然后等待接收类型为1的消息；在收到请求消息后，它便显示字符串“serving for client ”和接收到的子进程的进程标识数，表示正在为子进程服务；然后再向子进程发送一应答消息，该消息的类型是该子进程的进程标识数，而正文则是父进程自己的标识数。子进程则向消息队列发送类型为1的消息(消息的正文为自己的进程标识数)，以取得父进程的服务，并等待父进程发来的应答；然后显示字符串“receive reply from ”和接收到的父进程的标识数。

程序代码：

#include<stdio.h>

#include<sys/msg.h>

#define MSGKEY 75

struct msgform{

    long mtype;

    char mtext[1024];

};

int main(){

    int id;

    struct msgform msg;

    id=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);

    if(fork()==0){

        msg.mtype=1;

        sprintf(msg.mtext,"%d",getpid());

        msgsnd(id,&msg,sizeof(msg),0);

        sleep(1);

        msgrcv(id,&msg,sizeof(msg),0,0);

        printf("receive reply form %s\n",msg.mtext);

    }else{

       msgrcv(id,&msg,sizeof(msg),0,0);

       if(msg.mtype==1){

        printf("%d\n",getpid());

        printf("serving for client,%s\n",msg.mtext);

        sprintf(msg.mtext,"%d",getpid());

        msgsnd(id,&msg,sizeof(msg),0);

        sleep(2);

        msgctl(id,IPC_RMID,0);

          }

    }

   return 0;

}

程序截图：

运行结果：

3 ．思考

自己写的，有些地方不准确，如果错误还请指正

(1) 消息缓冲机制是否提供了发送进程和接收进程之间的同步功能？同步是如何进行的？

是。当写进程把一定数量的数据写入pipe，便去睡眠等待，直到读进程取走数据后，再把它唤醒。当读进程读一空的pipe时，也应睡眠等待，直到写进程将数据写入管道后，才将之唤醒，从而实现进程的同步。

(2) 消息缓冲机制有什么特点，它适合于何种场合？

消息缓冲可以不再局限于父子进程．而允许任意进程通过共享消息队列来实现进程间通信．并由系统调用函数来实现消息发送和接收之间的同步．从而使得用户在使用消息缓冲进行通信时不再需要考虑同步问题。使用方便，但是信息的复制需要额外消耗CPU的时间，不适宜于信息量大或者操作频繁的场合。

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