进程间通信之：实验内容
通过编写有名管道多路通信实验，读者可进一步掌握管道的创建、读写等操作，同时，也复习使用select()函数实现管道的通信。
2．实验内容读者还记得在6.3.3小节中，通过mknod命令创建两个管道的实例吗？本实例只是在它的基础上添加有名管道的创建，而不用再输入mknod命令。
3．实验步骤（1）画出流程图。
该实验流程图如图8.9所示。
图8.98.6.1实验流程图
（2）编写代码。
该实验源代码如下所示。
/*pipe_select.c*/
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<time.h>
#include<errno.h>
#defineFIFO1"in1"
#defineFIFO2"in2"
#defineMAX_BUFFER_SIZE1024/*缓冲区大小*/
#defineIN_FILES3/*多路复用输入文件数目*/
#defineTIME_DELAY60/*超时值秒数*/
#defineMAX(a,b)((a>b)?(a):(b))
intmain(void)
{
intfds[IN_FILES];
charbuf[MAX_BUFFER_SIZE];
inti,res,real_read,maxfd;
structtimevaltv;
fd_setinset,tmp_inset;
fds[0]=0;
/*创建两个有名管道*/
if(access(FIFO1,F_OK)==-1)
{
if((mkfifo(FIFO1,0666)<0)&&(errno!=EEXIST))
{
printf("Cannotcreatefifofilen");
exit(1);
}
}
if(access(FIFO2,F_OK)==-1)
{
if((mkfifo(FIFO2,0666)<0)&&(errno!=EEXIST))
{
printf("Cannotcreatefifofilen");
exit(1);
}
}
/*以只读非阻塞方式打开两个管道文件*/
if((fds[1]=open(FIFO1,O_RDONLY|O_NONBLOCK))<0)
{
printf("Openin1errorn");
return1;
}
if((fds[2]=open(FIFO2,O_RDONLY|O_NONBLOCK))<0)
{
printf("Openin2errorn");
return1;
}
/*取出两个文件描述符中的较大者*/
maxfd=MAX(MAX(fds[0],fds[1]),fds[2]);
/*初始化读集合inset，并在读文件描述符集合中加入相应的描述集*/
FD_ZERO(&inset);
for(i=0;i<IN_FILES;i++)
{
FD_SET(fds[i],&inset);
}
FD_SET(0,&inset);
tv.tv_sec=TIME_DELAY;
tv.tv_usec=0;
/*循环测试该文件描述符是否准备就绪，并调用select()函数对相关文件描述符做相应操作*/
while(FD_ISSET(fds[0],&inset)
||FD_ISSET(fds[1],&inset)||FD_ISSET(fds[2],&inset))
{
/*文件描述符集合的备份，免得每次进行初始化*/
tmp_inset=inset;
res=select(maxfd+1,&tmp_inset,NULL,NULL,&tv);
switch(res)
{
case-1:
{
printf("Selecterrorn");
return1;
}
break;
case0:/*Timeout*/
{
printf("Timeoutn");
return1;
}
break;
default:
{
for(i=0;i<IN_FILES;i++)
{
if(FD_ISSET(fds[i],&tmp_inset))
{
memset(buf,0,MAX_BUFFER_SIZE);
real_read=read(fds[i],buf,MAX_BUFFER_SIZE);
if(real_read<0)
{
if(errno!=EAGAIN)
{
return1;
}
}
elseif(!real_read)
{
close(fds[i]);
FD_CLR(fds[i],&inset);
}
else
{
if(i==0)
{/*主程序终端控制*/
if((buf[0]=='q')||(buf[0]=='Q'))
{
return1;
}
}
else
{/*显示管道输入字符串*/
buf[real_read]=' ';
printf("%s",buf);
}
}
}/*endofif*/
}/*endoffor*/
}
break;
}/*endofswitch*/
}/*endofwhile*/
return0;
}
（3）编译并运行该程序。
（4）另外打开两个虚拟终端，分别键入“cat>in1”和“cat>in2”，接着在该管道中键入相关内容，并观察实验结果。
4．实验结果实验运行结果与第6章的例子完全相同。
$./pipe_select（必须先运行主程序）
SELECTCALL
selectcall
TESTPROGRAMME
testprogramme
END
end
q/*在终端上输入’q’或’Q’立刻结束程序运行*/
$cat>in1
SELECTCALL
TESTPROGRAMME
END
$cat>in2
selectcall
testprogramme
end
8.7.2共享内存实验1．实验目的通过编写共享内存实验，读者可以进一步了解使用共享内存的具体步骤，同时也进一步加深对共享内存的理解。在本实验中，采用信号量作为同步机制完善两个进程（“生产者”和“消费者”）之间的通信。其功能类似于“消息队列”中的实例，详见8.5.2小节。在实例中使用的与信号量相关的函数，详见8.3.3小节。
2．实验内容该实现要求利用共享内存实现文件的打开和读写操作。
3．实验步骤（1）画出流程图。
该实验流程图如图8.10所示。
图8.10实验8.6.2流程图
（2）编写代码。
下面是共享内存缓冲区的数据结构的定义。
/*shm_com.h*/
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#defineSHM_BUFF_SZ2048
structshm_buff
{
intpid;
charbuffer[SHM_BUFF_SZ];
};
以下是“生产者”程序部分。
/*sem_com.h和sem_com.c与“信号量”小节示例中的同名程序相同*/
/*producer.c*/
#include"shm_com.h"
#include"sem_com.h"
#include<signal.h>
intignore_signal(void)
{/*忽略一些信号，免得非法退出程序*/
signal(SIGINT,SIG_IGN);
signal(SIGSTOP,SIG_IGN);
signal(SIGQUIT,SIG_IGN);
return0;
}
intmain()
{
void*shared_memory=NULL;
structshm_buff*shm_buff_inst;
charbuffer[BUFSIZ];
intshmid,semid;
/*定义信号量，用于实现访问共享内存的进程之间的互斥*/
ignore_signal();/*防止程序非正常退出*/
semid=semget(ftok(".",'a'),1,0666|IPC_CREAT);/*创建一个信号量*/
init_sem(semid);/*初始值为1*/
/*创建共享内存*/
shmid=shmget(ftok(".",'b'),sizeof(structshm_buff),0666|IPC_CREAT);
if(shmid==-1)
{
perror("shmgetfailed");
del_sem(semid);
exit(1);
}
/*将共享内存地址映射到当前进程地址空间*/
shared_memory=shmat(shmid,(void*)0,0);
if(shared_memory==(void*)-1)
{
perror("shmat");
del_sem(semid);
exit(1);
}
printf("Memoryattachedat%Xn",(int)shared_memory);
/*获得共享内存的映射地址*/
shm_buff_inst=(structshared_use_st*)shared_memory;
do
{
sem_p(semid);
printf("Entersometexttothesharedmemory(enter'quit'toexit):");
/*向共享内存写入数据*/
if(fgets(shm_buff_inst->buffer,SHM_BUFF_SZ,stdin)==NULL)
{
perror("fgets");
sem_v(semid);
break;
}
shm_buff_inst->pid=getpid();
sem_v(semid);
}while(strncmp(shm_buff_inst->buffer,"quit",4)!=0);
/*删除信号量*/
del_sem(semid);
/*删除共享内存到当前进程地址空间中的映射*/
if(shmdt(shared_memory)==1)
{
perror("shmdt");
exit(1);
}
exit(0);
}
以下是“消费者”程序部分。
/*customer.c*/
#include"shm_com.h"
#include"sem_com.h"
intmain()
{
void*shared_memory=NULL;
structshm_buff*shm_buff_inst;
intshmid,semid;
/*获得信号量*/
semid=semget(ftok(".",'a'),1,0666);
if(semid==-1)
{
perror("Produceris'ntexist");
exit(1);
}
/*获得共享内存*/
shmid=shmget(ftok(".",'b'),sizeof(structshm_buff),0666|IPC_CREAT);
if(shmid==-1)
{
perror("shmget");
exit(1);
}
/*将共享内存地址映射到当前进程地址空间*/
shared_memory=shmat(shmid,(void*)0,0);
if(shared_memory==(void*)-1)
{
perror("shmat");
exit(1);
}
printf("Memoryattachedat%Xn",(int)shared_memory);
/*获得共享内存的映射地址*/
shm_buff_inst=(structshm_buff*)shared_memory;
do
{
sem_p(semid);
printf("Sharedmemorywaswrittenbyprocess%d:%s"
,shm_buff_inst->pid,shm_buff_inst->buffer);
if(strncmp(shm_buff_inst->buffer,"quit",4)==0)
{
break;
}
shm_buff_inst->pid=0;
memset(shm_buff_inst->buffer,0,SHM_BUFF_SZ);
sem_v(semid);
}while(1);
/*删除共享内存到当前进程地址空间中的映射*/
if(shmdt(shared_memory)==-1)
{
perror("shmdt");
exit(1);
}
/*删除共享内存*/
if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)==-1)
{
perror("shmctl(IPC_RMID)");
exit(1);
}
exit(0);
}
4．实验结果$./producer
MemoryattachedatB7F90000
Entersometexttothesharedmemory(enter'quit'toexit):Firstmessage
Entersometexttothesharedmemory(enter'quit'toexit):Secondmessage
Entersometexttothesharedmemory(enter'quit'toexit):quit
$./customer
MemoryattachedatB7FAF000
Sharedmemorywaswrittenbyprocess3815:Firstmessage
Sharedmemorywaswrittenbyprocess3815:Secondmessage
Sharedmemorywaswrittenbyprocess3815:quit
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