linux进程与线程通讯实验报告Word格式.docx

1、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int clone（int （*fn）（void * arg）, void *stack, int flags, 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C

2、LONE_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 int fd2 。创建一个管道文件，返回两个文件描述符 fd0 和fd1 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（&s） 和 sem_post

3、（&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_t mutex 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

4、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）

5、 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

6、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

7、 :int fork（ ）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 （parent process） 的副本，称为子进程 （child process） 。子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完

8、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*/#include stdio.h#include sys/types.hmain（int argc,char *argv）int pid;/* fork another process */pid = fork（）;if （pid 0） /* error occurred */fprintf（stderr, Fork Failed）;exit（-1）;else if （pid = 0） /* child process */execlp（ /bin/ls, ls,NULL）;else /* parent

9、process */* parent will wait for the child to complete */wait（NULL）;printf（ Child Complete ）;exit（0）;3、编译和运行$gcc process.c - o processs4、运行$./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.

10、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 :extern int pthread_create _P （pthread_t *_thread, _constpthread_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

11、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 EAGAINffi EINVAL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 :extern int pthread_join

12、_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:exter n void p thread_exitP （void *_retval） _attribute_ （_noreturn_）;唯一的参数是函数的返回代码，只

13、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*/#include pthread.hvoid thread（void）int i;for（i=0;i3;i+）printf（This is a pthread.n）;int main（int argc,char *argv）int i,ret;ret=pthread_create（&id,NULL,（void *） thread,NULL）;if（ret!=0）printf （Create pthread error!n）;exit （1）;printf（This is the main process.n）;pthread_join（id,NULL）;return （0）;编译此程序 :gcc example1.c -lpthread -o example1-lpthread: 使用线程库运行example1，得到如下结果：This is the main process.This is a pthread.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