linux进程与线程通讯实验报告Word格式.docx
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程序要求能够创建4个进程或线程，其中包括两个生
产者和两个消费者，生产者和消费者之间能够传递数据。
设计准备
1、fork系统调用、
pid=fork（）
创建一个子进程，子进程是父进程的完整复制，正常返回值为非负整数，对于父进程来说该数大于0，是子进程的编号（pid）;
对于子进程来说该数为0。
正是利
用反回值的差别可以决定二者不同的后继动作。
2、clone系统调用
intclone（int（*fn）（void*arg）,void*stack,intflags,void*arg）;
其中fn是轻进程所执行的函数，stack是轻进程所使用的栈，flag是
CLONE_VM,CLONE_FS,CLONE_FILES,
LONE_SIGHAND,CLONE_的组合，arg是调用过程的对应参数。
Clone（）的关
键是flag的设定，CLONE_VS示子进程共享父进程内存，CLONE_F表示子进程共
进程共享父进程的消息处理机制，
CLONE_PI是指子进程继承父进程的id号。
3、pipe系统调用
et_val=pipe（fd）;
fork创建的子进
参数定义为intfd[2]。
创建一个管道文件，返回两个文件描述符fd[0]和
fd[1]分别用于管道文件的读和写操作。
管道文件创建后，可以被程共享。
4、sem_wait（&
amp;
s）和sem_post（&
s）分别相当于信号灯的P操作和V操作。
其中s是说明
为sem_t类型的信号灯。
初始化函数sem_init（s,0,8）
5、pthread_mutex_lock（&
mutex）和pthread_mutex_unlock（&
mutex）
分别用于加锁和解锁。
参数为pthread_mutex_tmutex定义的互斥锁。
初始化
tthread_mutex_init（&
mutex,NULL）
四、实验设计
2、
然后用fork（）创建两个生产进程和两个消费进程
7、
利用pthread_mutex_lock（）,pthread_mutex_unlock（）等函数实现对共享
存储区访问的互斥
分析结果:
由程序
（1）结果可见，当一个进程改变其空间数据时，其他进程空间对应数据内容并未改变，说明在使用fork（）语句创建的子进程与其父进程具有相对独立的地址空间，在解决生产消费的问题时，可以采用pipe（）进行通信。
因为子进程复制了父进程的打开文件表，所以pipe（）所建立的通信管道可被子进程继承，生产和消费进程可以通过对同一管道文件的读写进行通讯。
程序
（1）中，消费者从管道中接收生产者发送的数据，并且和自己存储区中的数据进行比较，两者的数据是不同的，说明两个进程拥有不同的存储空间。
2、基于clone（）的结果输出
分析结论:
由程序
（2）结果可见，clone（）语句在创建进程时，可通过参数设定子进程与父进程是否共享存储空间，从而可以创建真正意义上的线程。
生产者和消费者进程共享内存，从而可以通过共享内存直接交换数据。
但是多个进程共享内存需要互斥机制，程序中定义了临界区变量mutex和两个信号量Product,warehouse,临界区
变量用于共享内存操作的互斥，信号量分别实现了生产者和消费者的等待。
程序
（2）中，消费者输出存储区中的数据，并且存储区中的数
据随着生产者存入的数据而发生变化，说明clone（）语句通过flag的设定实现了共享内存。
若在实验中除去CLONE_Va项，将出现非预期的结果。
篇三:
操作系统实验报告_进程和线程
计算机科学与软件学院
操作系统上机实验报告
学生姓名:
学号:
班级:
班实验日期:
2014.4.17
实验名称:
进程和线程
实验目的:
理解unix/Linux下进程和线程的创建、并发执行过程。
实验内容:
1（进程的创建
2（多线程应用
实验步骤及分析:
（此部分为关键内容:
要求整理实验主要步骤，总结编写实验
过程中遇到哪些问题，如何解决的，若未解决也应总结，回答思考题的答案）
、进程的创建
F面这个C程序展示了UNIX系统中父进程创建子进程及各自分开活动的情
况。
1、实验指导
fork（）
创建一个新进程。
系统调用格式:
pid=fork（）
参数定义:
intfork（）
fork（）返回值意义如下:
0:
在子进程中，pid变量保存的fork（）返回值为0，表示当前进程是子进程。
在父进程中，pid变量保存的fork（）返回值为子进程的id值（进程唯一标识符）。
-1:
创建失败。
如果fork（）调用成功，它向父进程返回子进程的PID,并向子进程返回0,即fork（）被调用了一次，但返回了两次。
此时OS在内存中建立一个新进程，所建的
新进程是调用fork（）父进程（parentprocess）的副本，称为子进程（childprocess）。
子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完全相同的用户级上下文。
父进程与子进程并发执行。
2、参考程序代码
/*process.c*/
#includestdio.h
#includesys/types.h
main（intargc,char*argv[]）
intpid;
/*forkanotherprocess*/
pid=fork（）;
if（pid0）{/*erroroccurred*/
fprintf（stderr,ForkFailed）;
exit（-1）;
elseif（pid==0）{/*childprocess*/
execlp（/bin/ls,ls,NULL）;
else{/*parentprocess*/
/*parentwillwaitforthechildtocomplete*/
wait（NULL）;
printf（ChildComplete）;
exit（0）;
3、编译和运行
$gccprocess.c-oprocesss
4、运行
$./process程序运行截图
（2）
扩展程序，在父进程中输出1到5，在子进程中输出6-10，要求父子进程
并发
输出;
记录实验结果，并给出简单分析。
6.实验中遇到的问题和解决方法
、多线程应用
编写unix/Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。
下面是一个最简单的多线程程序example1.c。
1.实验指导
面的示例中，要使用到两个函数，pthread_create和pthread_join，并声
明了一个pthread_t型的变量。
函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为:
externintpthread_create__P（（pthread_t*__thread,__const
pthread_attr_t*__attr,void*（*__start_routine）（void*）,void
*__arg））;
第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。
这里，我们的函数thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。
第二个参数我们也设为
空指针，这样将生成默认属性的线程。
当创建线程成功时，函数返回0，若不为0
则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAINffiEINVAL前者表示系统限
制创建新的线程，例如线程数目过多了
后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。
创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数，原来的线程则继续运行下一行代码。
函数pthread_join用来等待一个线程的结束。
函数原型为:
externintpthread_join__P（（pthread_t__th,void
第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。
这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等
待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源被收回。
一个线程的结束有两种途径，一种是象我们上面的例子一样，函数结束了，调用它的线程也就结束了;
另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。
它的函数原型为:
externvoidpthread_exit
P（（void*__retval））__attribute__（（__noreturn__））;
唯一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数
thread_return不是NULL,这个值将被传递给thread_return
/*thread.c*/
#includepthread.h
voidthread（void）
inti;
for（i=0;
i3;
i++）
printf（Thisisapthread.\n）;
intmain（intargc,char*argv[]）
inti,ret;
ret=pthread_create（&
id,NULL,（void*）thread,NULL）;
if（ret!
=0）{
printf（Createpthreaderror!
\n）;
exit
（1）;
printf（Thisisthemainprocess.\n）;
pthread_join（id,NULL）;
return（0）;
编译此程序:
gccexample1.c-lpthread-oexample1
-lpthread:
使用线程库
运行example1，得到如下结果：
Thisisthemainprocess.
Thisisapthread.
再次运行，可能得到如下结果：
程序运行截图
4、思考
（1）程序运行后，进程thread中有几个线程存在,
（2）为什么前后两次运行结果不一样,答
（1）
5.实验中遇到的问题和解决方法
运行结果并没有出现预期效果
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