山大操作系统实验2(4页).doc
-山大操作系统实验2-第 4 页操作系统实验报告线程和进/线程管道通信实验张咪 软件四班一、实验要求设有二元函数f(x,y) = f(x) + f(y) 其中： f(x) = f(x-1) * x (x >1) f(x)=1 (x=1) f(y) = f(y-1) + f(y-2) (y> 2) f(y)=1 (y=1,2) 请编程建立3个并发协作进程，它们分别完成f(x,y)、f(x)、f(y) 。二、实验目的 通过 Linux 系统中线程和管道通信机制的实验,加深对于线程控制和管道通信概念的理解,观察和体验并发进/线程间的通信和协作的效果 ,练习利用无名管道进行进/线程间通信的编程和调试技术。 三、实验环境 实验环境均为Linux操作系统，开发工具为gcc和g+。四、实验思路 要实现三个函数，要创建三个进程，两个子进程和一个父进程。一个子进程实现f（x），另一个实现f（y）。因为f(x,y)=f(x)+f(y)，所以在父进程和子进程间建立通信，子进程将当前值传给父进程，父进程进行计算。而且由于父进程的f（x，y）中的x和f（x）中的x一一对应，所以这些进程应该同步的并发向前走，否则f（x，y）的值就是错的。五、算法设计1.创建进程，每个子进程的执行代码段实现对应函数功能。 2.建立父进程和子进程间的通信。由于管道的读写默认的通信方式为同步读写方式,即如果管道读端无数据则读命令阻塞直到数据到达,反之如果管道写端有数据则写命令阻塞直到数据被读走。 所以同步并发的问题可以通过管道实现。建立两个管道，pipe1和pipe2，f(x)通过pipe1向父进程写入f(x)的值。同理f(y)通过pipe2向父进程写入f(y)的值。父进程根据这两个值实现函数f(x,y)功能。六、实验过程：新建一个文件夹，在该文件夹中建立以下名为ppipe.c的C语言程序。编写代码 ，保存。输入gcc ppipe.c命令, 生成默认的可执行文件a.out。执行a.out:。执行并调试ppipe程序。七、调试及实验结果第一次编译时有很多拼写错误，错把perror打成prerror，不确定dowhile（）语句的后面需不需要加分号，还漏掉了大括号，太粗心。一开始错把pipe0和pipe1理解为管道1和管道2，后来经过仔细阅读实验指导，知道pipe0和pipe1指的是管道两端。pipe系统调用的语法为: #include <unistd.h> int pipe(int pipe_id2); pipe建立一个无名管道，pipe_id0中和pipe_id1将放入管道两端的描述符 如果pipe执行成功返回0。. 出错返回-1.八、源代码#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>int main(int argc,char *argv) int pid1,pid2;/两个子进程的进程号 int pipe12;/两个无名管道标号 int pipe22; int x=1,y=1; /如果创建管道失败，程序执行失败，退出 if(pipe(pipe1)<0) perror("pipe1 创建不成功");exit(EXIT_FAILURE); if(pipe(pipe2)<0)perror("pipe2 创建不成功");exit(EXIT_FAILURE); /创建子进程1 pid1=fork(); if(pid1<0)/如果子进程1创建失败，程序执行失败，退出perror("process1 创建不成功");exit(EXIT_FAILURE); else if(pid1=0)/子进程1创建成功 /要在管道1 的1端进行写操作 /将管道1的0端和管道2关闭close(pipe10);close(pipe20);close(pipe21); int fx=1;/fx的初始值 doif(x=1)fx=1;else fx=fx*x;/f（x）函数printf("child %d f(x):f(%d)=%dn",getpid(),x+,fx);write(pipe11,&fx,sizeof(int);/将fx的值取出写入管道1的1端 while(x<=9);/一直计算到x=9close(pipe11);exit(EXIT_SUCCESS);/退出子进程1 else/父进程pid2=fork();/创建子进程2if(pid2<0)/如果子进程2创建失败，退出 perror("process2 not create"); exit(EXIT_FAILURE);if(pid2=0)/成功创建子进程2 /要在管道2 的1端进行写操作 /将管道1 和管道2 的0端关闭 close(pipe10); close(pipe11); close(pipe20); int fy=1,fy1=1,fy2=1;/初始值 do if(y=1|y=2)fy=1; else fy1=fy2; fy2=fy; fy=fy1+fy2; /f（y）函数 printf("child %d f(y):f(%d)=%dn",getpid(),y+,fy); write(pipe21,&fy,sizeof(int);/将fy的值取出放入管道2的1端 while(y<=9);/一直计算到y=9 close(pipe21); exit(EXIT_SUCCESS);/退出子进程2else/父进程 /父进程要完成对管道1的0端和管道2的0端的读操作 /关闭管道1和管道2的1端close(pipe11);close(pipe21);int m=1,n=1; do read(pipe10,&x,sizeof(int); read(pipe20,&y,sizeof(int);printf("parent %d f(x,y):f(%d,%d)=%dn",getpid(),m+,n+,x+y); while(m<=9&&n<=9);/一直计算到x=9，y=9 close(pipe10); close(pipe20); return EXIT_SUCCESS;/执行成功退出
