山大操作系统实验2

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(x1)f(x)=1(x=1)f(y)=f(y-1)+f(y-2)(y2)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gccppipe.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do{}while（）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pipe[0]和pipe[1]理解为管道1和管道2，后来经过仔细阅读实验指导，知道pipe[0]和pipe[1]指的是管道两端。pipe系统调用的语法为:#includeunistd.hintpipe(intpipe_id[2]);pipe建立一个无名管道，pipe_id[0]中和pipe_id[1]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#includestdio.h#includeunistd.h#includestdlib.hintmain(intargc,char*argv[]){intpid1,pid2;//两个子进程的进程号intpipe1[2];//两个无名管道标号intpipe2[2];intx=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1pid1=fork();if(pid10){//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);}elseif(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(pipe1[0]);close(pipe2[0]);close(pipe2[1]);intfx=1;//fx的初始值do{if(x==1)fx=1;elsefx=fx*x;//f（x）函数printf(child%df(x):f(%d)=%d\n,getpid(),x++,fx);write(pipe1[1],&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(pipe1[1]);exit(EXIT_SUCCESS);//退出子进程1}else{//父进程pid2=fork();//创建子进程2if(pid20){//如果子进程2创建失败，退出perror(process2notcreate);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(pipe1[0]);close(pipe1[1]);close(pipe2[0]);intfy=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%df(y):f(%d)=%d\n,getpid(),y++,fy);write(pipe2[1],&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=9close(pipe2[1]);exit(EXIT_SUCCESS);//退出子进程2}else{//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(pipe1[1]);close(pipe2[1]);intm=1,n=1;do{read(pipe1[0],&x,sizeof(int));read(pipe2[0],&y,sizeof(int));printf(parent%df(x,y):f(%d,%d)=%d\n,getpid(),m++,n++,x+y);}while(m=9&&n=9);//一直计算到x=9，y=9close(pipe1[0]);close(pipe2[0]);}returnEXIT_SUCCESS;//执行成功退出}}