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为了美观，实验源代码在结尾处，整合版见下
链接：https://pan.baidu.com/s/1rXj1QJGuw-BVc5sQWret9w
提取码：Lin2
操作系统课程设计源代码
本次操作系统课程设计合集
操作系统课设之Windows 进程管理
操作系统课设之Linux 进程管理
操作系统课设之Linux 进程间通信
操作系统课设之Windows 的互斥与同步
操作系统课设之内存管理
操作系统课设之虚拟内存页面置换算法的模拟与实现
操作系统课设之基于信号量机制的并发程序设计
操作系统课设之简单 shell 命令行解释器的设计与实现
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实验题目

Linux 进程间通信

实验目的

Linux 系统的进程通信机构（IPC）允许在任意进程间大批量地交换数据，通过本实验，理解熟悉 Linux 支持的消息通信机制。

实验内容

实验原理：主要用到4个函数

int msgget(key_t key, int msgflag);

key：某个消息队列的名字，用ftok()产生 (函数ftok的返回值)或IPC_PRIVATE，获取消息队列的标识符，创建和访问一个消息队列。

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

msqid：消息队列标识符，由msgget获得；
cmd：控制标识符，IPC_SET 命令：设置属主的用户标识符和组标识符，IPC_STAT 和 IPC_INFO 命令：获得资源状态信息，IPC_RMID 命令：释放这个资源；
buf：消息队列管理结构体，请参见消息队列内核结构说明部分。

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

msqid：消息队列标识符；
msgp：发送给队列的消息。msgp可以是任何类型的结构体，但第一个字段必须为long类型，即表明此发送消息的类型，msgrcv根据此接收消息。msgp定义的参照格式如下：

    struct s_msg{ /*msgp定义的参照格式*/long type; /* 必须大于0,消息类型 */char mtext[256]; /*消息正文，可以是其他任何类型*/} msgp;

msgsz：要发送消息的大小，不含消息类型占用的4个字节,即mtext的长度；
msgflg：控制位，规定当核心用尽内部缓冲空间时应执行的动作

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);

msqid：消息队列标识符；
msgp：存放消息的结构体，结构体类型要与msgsnd函数发送的类型相同；
msgsz：要接收消息的大小，不含消息类型占用的4个字节；
msgtyp：0：接收第一个消息；>0：接收类型等于msgtyp的第一个消息；<0：接收类型等于或者小于msgtyp绝对值的第一个消息；
msgflg：规定倘若该队列无消息，核心应当做什么事，如果此时设置了 IPC_NOWAIT 标志，则
立即返回，若在 flag 中设置了 MSG_NOERROR，且所接收的消息大小大于 size ，核心截断所接收的消息。
msgrcv()解除阻塞的条件有以下三个：
1.消息队列中有了满足条件的消息。
2.msqid代表的消息队列被删除。
3.调用msgrcv()的进程被信号中断。
用以上4个函数实现Linux系统下的通信。

实验步骤：
在Linux虚拟机下，用codeblocks新建一个project，将指导书的代码copy到main.cpp文件下，多次运行查看结果。
关键代码如下：

#define MSGKEY 75
struct msgform
{long mtype;char mtext[1030];
} msg;
int msgqid,i;
void CLIENT()
{int i;msgqid=msgget(MSGKEY,0777);for (i=10; i>=1; i--){msg.mtype=i;printf("(client) sent \n");msgsnd(msgqid,&msg,1024,0);}exit(0);
}
void SERVER()
{msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);do{msgrcv(msgqid,&msg,1030,0,0);printf("(Server) recieved\n");}while(msg.mtype!=1);msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);exit(0);
}
int main()
{while((i=fork())==-1);if(!i) SERVER();while((i=fork())==-1);if(!i) CLIENT();wait(0);wait(0);return 0;
}

四、实验结果与分析
运行结果如下：

多次结果运行结果均为上，只有极少数运行结果是client发送一条server接受一条。
对于以上结果，查阅资料可知：
message的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象,在多次send message后才receive message.这一点有助于理解消息转送的实现机理。
消息通信的特点：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。消息的传递,自身就带有同步的控制.当等到消息的时候,进程进入睡眠状态,不再消耗CPU资源。

小结与心得体会

由于main函数两次fork(),最开始我认为server也会fork()出client子进程，也就是，我认为作为子进程的server还会生成”孙”进程，但是多次运行调试后，结果并不是我想的那样，单步调试加测试输出之后，我发现了 exit(0)，它在子函数里边，也就是说在执行完server()/client()子函数之后，子进程直接结束，不再返回main()函数。
对于Linux进程通信，之前了解的比较少，只是听说过管道的概念。这次验证实验了解了Linux进程间通信的基本方法，获益匪浅。
=w=

源代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#define MSGKEY 75
struct msgform
{long mtype;char mtext[1030];
} msg;
int msgqid,i;
void CLIENT()
{int i;//flag 本身由操作允许权和控制命令值相“或”得到。msgqid=msgget(MSGKEY,0777);for (i=10; i>=1; i--){msg.mtype=i;printf("(client) sent \n");//flag 规定当核心用尽内部缓冲空间时应执行的动作msgsnd(msgqid,&msg,1024,0);}exit(0);
}
void SERVER()
{//IPC_CREAT | 0400 是否该队列应被创建；msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);do{//type 是用户要读的消息类型：msgrcv(msgqid,&msg,1030,0,0);printf("(Server) recieved\n");}while(msg.mtype!=1);msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);exit(0);
}
int main()
{while((i=fork())==-1);if(!i)SERVER();while((i=fork())==-1);if(!i)CLIENT();wait(0);wait(0);return 0;
}

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