1) 编写一个管道程序,要求能试验阻塞型读写过程中的各种情况,测试管道的默认大小(接收端不读管道的情况下,管道中最多能写多少数据)。
时间: 2024-03-15 11:47:07 浏览: 155
好的,这是一个比较复杂的问题。首先,管道是一种进程间通信的机制,可以用于在两个进程之间传递数据。管道是一个特殊的文件,它有一个读端和一个写端,数据从写端流入管道,再从读端流出管道。
在 Unix/Linux 系统中,管道默认大小是 64KB。当写入的数据量超过管道缓冲区大小时,写操作会被阻塞,直到有足够的空间来容纳数据。同样地,如果读取的数据量超过管道缓冲区大小,读操作也会被阻塞,直到有足够的数据可供读取。
为了测试阻塞型读写过程中的各种情况,可以编写一个简单的管道程序,其中包含两个进程,一个写进程和一个读进程。在写进程中,可以使用一个循环来向管道中写入大量数据,直到管道被填满。在读进程中,可以使用一个循环来读取管道中的数据,直到所有数据都被读取完毕。
以下是一个示例程序:
```c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
int main()
{
int pipefd[2];
char buffer[BUFFER_SIZE];
int nbytes;
if (pipe(pipefd) == -1) {
perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
int pid = fork();
if (pid == -1) {
perror("fork");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (pid == 0) {
// 子进程写入数据
close(pipefd[0]); // 关闭读取端
// 写入大量数据,直到管道被填满
int total_bytes_written = 0;
while (1) {
int bytes_written = write(pipefd[1], buffer, BUFFER_SIZE);
if (bytes_written == -1) {
perror("write");
exit(EXIT_FAILURE);
}
total_bytes_written += bytes_written;
printf("子进程已写入 %d 字节数据\n", total_bytes_written);
}
close(pipefd[1]);
exit(EXIT_SUCCESS);
} else {
// 父进程读取数据
close(pipefd[1]); // 关闭写入端
// 读取管道中的数据,直到所有数据都被读取完毕
int total_bytes_read = 0;
while (1) {
nbytes = read(pipefd[0], buffer, BUFFER_SIZE);
if (nbytes <= 0) {
break;
}
total_bytes_read += nbytes;
printf("父进程已读取 %d 字节数据\n", total_bytes_read);
}
close(pipefd[0]);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
return 0;
}
```
在该程序中,子进程向管道中写入大量数据,直到管道被填满。如果管道的缓冲区大小为 64KB,则需要写入 64 次,每次写入 1024 字节。在此期间,父进程试图从管道中读取数据,但由于管道被填满,读操作被阻塞。
当子进程写入 64KB 数据后,管道已满,此时写操作被阻塞。此时,可以尝试在另一个终端中运行命令 `ps aux | grep <子进程的PID>`,查看子进程的状态。可以发现,子进程处于睡眠状态,等待管道缓冲区中有足够的空间来容纳数据。
接下来,可以在父进程中加入一个 sleep 语句,让其睡眠一段时间,以模拟读操作被阻塞的情况。例如,可以在 while 循环中加入以下代码:
```c
if (total_bytes_read >= 32 * BUFFER_SIZE) {
printf("父进程睡眠 5 秒钟\n");
sleep(5);
}
```
在此期间,子进程将继续向管道中写入数据,但由于管道已满,写操作将被阻塞。当父进程睡眠结束后,它将继续读取管道中的数据,直到所有数据都被读取完毕。
通过这种方式,可以测试管道的默认大小,并试验阻塞型读写过程中的各种情况。
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