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实验三-进程通信

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pipe

创建管道要在创建子进程之前

创建管道

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int fd[2];
pipe(fd);

其中fd[1]用来往管道里写，fd[1]用来向管道中读

向管道中写

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write(fd1[1], inLine, LENGTH);

fd[1]表示现在是写，inLine是写入管道字符串的字符数组，LENGTH是写入的长度（一般和写入的长度相同）

从管道中读

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read(fd2[0], outLine, LENGTH);

fd2[0]表示现在是读，outLine是从保存从管道中读取的字符数组，LENGTH是从管道中读取的长度

完整代码

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define LENGTH 1024
int main() {
    int fd1[2];
    char outLine[LENGTH];
    int fd2[2];
    char inLine[LENGTH];
    pipe(fd1);
    pid_t p1 = fork();
    if(p1 == -1) {
        printf("create p1 failed\n");
    } else if(p1 == 0) {
        sprintf(inLine, "Child 1 is sending a message!");
        write(fd1[1], inLine, LENGTH);
        exit(0);
    } else {
        read(fd1[0], outLine, LENGTH);
        printf("%s\n", outLine);
        pipe(fd2);
        pid_t p2 = fork();
        if(p2 == -1) {
            printf("create p2 failed\n");
        } else if(p2 == 0) {
            sprintf(inLine, "Child 2 is sending a message!");
            write(fd2[1], inLine, LENGTH);
            exit(0);
        } else {
            read(fd2[0], outLine, LENGTH);
            printf("%s\n", outLine);
        }
        return 0;
    }
    return 0;
}

消息队列

写入消息队列

创建消息队列

创建消息结构体,定义一个全局的消息结构体

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struct msgbuf{
    long mtype;
    char mtext[LENGTH];
}msgbuf;

再在全局定义一个消息队列的键，这个键就是表示消息队列的编号

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int MSG_KEY;

然后利用msgget创建消息队列

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msgNum = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);

详细解释：

  • MSG_KEY作用：

    MSG_KEY 应该是一个用于唯一标识消息队列的键值，但是它在代码中并没有被定义。通常情况下，可以使用 ftok() 函数来生成一个唯一的键值

  • IPC_CREAT作用

    IPC_CREAT 表示如果消息队列不存在则创建

  • 0666作用

    表示消息队列的权限

    在 Linux/Unix 中，文件权限通常以八进制数表示。每个权限对应的数值如下：

    • 0：没有任何权限
    • 1：执行权限（可执行文件）
    • 2：写权限（写入文件）
    • 4：读权限（读取文件）

    这些权限可以组合使用，通过将对应的数值相加来表示多个权限的组合。例如：

    • 3：执行权限和写权限（1 + 2）
    • 5：执行权限和读权限（1 + 4）
    • 6：写权限和读权限（2 + 4）
    • 7：执行权限、写权限和读权限（1 + 2 + 4）

    在 0666 中，表示的权限是：

    • 0：表示特殊权限位，通常为文件类型或文件特性（如设备文件、管道、套接字等），在这里不涉及文件类型的权限，因此这个位置通常用0填充。
    • 666：表示读权限和写权限，即文件的所有者、所属组和其他用户都有读和写的权限。

整条语句的作用是用来创建消息队列, 可以理解返回的是消息队列的地址

将缓存中消息发送到消息队列

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msgsnd(msgNum, &msgbuf, LENGTH, 0);
  • msNum：消息队列的标识符，它是由 msgget 函数返回的值。
  • &msgbuf：一个指向消息缓冲区的指针，消息将从这个缓冲区中发送。
  • 1024：消息的大小，以字节为单位。在这里，消息的大小为 1024 字节。
  • 0：这是一个标志参数，用于指定在发送消息时的行为。在这里，它是一个控制参数，通常可以用来设置一些特殊的行为，但在这个例子中被设置为 0，表示没有设置特殊的行为。

代码

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void client() {
    msgNum = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    // 上面语句用来创建消息队列, 可以理解返回的是消息队列的地址，注意与msgNum的区别
    printf("input a message\n");
    scanf("%s", msgbuf.mtext);
    msgbuf.mtype = 1;
    // 上面语句用来将要发送的消息暂时存入缓冲区，并设置这种消息的类型为1
    msgsnd(msgNum, &msgbuf, LENGTH, 0); // 将内存中消息发送到消息队列中
}

从消息队列中读取

获取消息队列

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msgNum = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);

从消息队列中读取

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msgrcv(msgNum, &msgbuf, LENGTH, 0, 0);
  • msgNum：消息队列的标识符，它是由 msgget() 函数返回的值。
  • &msgbuf：一个指向消息缓冲区的指针，用于存储接收到的消息。
  • LENGTH：消息的最大长度，以字节为单位。在这里，消息的最大长度被设置为 1024 字节。
  • 0：这是一个消息的类型，它指定了要接收的消息的类型。在这里，设置为 0 表示接收队列中的第一个消息。
  • 0：这是一个标志参数，用于指定在接收消息时的行为。在这里，它是一个控制参数，表示没有设置特殊的行为。

代码

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void server() {
    msgNum = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    msgrcv(msgNum, &msgbuf, LENGTH, 0, 0);
    printf("The save line is %s\n", msgbuf.mtext);
    msgctl(msgNum, IPC_RMID, 0);
}

完整代码

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// Created by pilot on 24-4-11.
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#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <wait.h>
#include <stdlib.h>

#define LENGTH 1024
#define MSG_KEY 24
struct msgbuf{
    long mtype;
    char mtext[LENGTH];
}msgbuf;
int msgNum = 0;     //利用全局变量定义消息队列的序号，这个是1个键，相当于消息队列的编号
void client() {
    msgNum = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    // 上面语句用来创建消息队列, 可以理解返回的是消息队列的地址，注意与msgNum的区别
    printf("input a message\n");
    scanf("%s", msgbuf.mtext);
    msgbuf.mtype = 1;
    // 上面语句用来将要发送的消息暂时存入缓冲区，并设置这种消息的类型为1
    msgsnd(msgNum, &msgbuf, LENGTH, 0); // 将内存中消息发送到消息队列中
}
void server() {
    msgNum = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    msgrcv(msgNum, &msgbuf, LENGTH, 0, 0);
    printf("The save line is %s\n", msgbuf.mtext);
    msgctl(msgNum, IPC_RMID, 0);
}

int main() {
    pid_t p1 = fork();
    if(p1 == -1) {
        printf("create p1 failed\n");
    } else if(p1 == 0) {
        wait(0);
        printf("this is child process1\n");
        server();
        printf("process1 end\n");
    } else {
        pid_t p2 = fork();
        if(p2 == -1) {
            printf("create p2 failed\n");
        } else if(p2 == 0) {
            printf("this is child process2\n");
            client();
            printf("process2 end\n");
        } else {
            wait(0);
            printf("task end\n");
        }
    }
    return 0;
}