实验目的 实现一个管道通信程序 实验内容 由父进程创建一个管道，然后再创建3个子进程，并由这三个子进程用管道与父进程之间进行通信：子进程发送信息，父进程等三个子进程全部发完消息后再接收信息。通信的具体内容可根据自己的需要随意设计，要求能够实验阻塞型读写过程的各种情况，并要求实现进程间对管道的互斥访问。运行程序，观察各种情况下，进程实际读写的字节数以及进程阻塞唤醒情况。

这是一个比较典型的进程间通信的实验，可以使用Linux系统提供的管道机制来实现。

以下是一个可能的实现过程：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <fcntl.h>

#define MAX_BUF_SIZE 1024

int main() {
    int pipe_fd[2]; // 用于存储管道的文件描述符
    pid_t pid[3]; // 存储子进程的pid

    char buf[MAX_BUF_SIZE]; // 用于存储读写的数据
    int bytes_read, bytes_written; // 存储实际读写的字节数

    // 创建管道
    if (pipe(pipe_fd) == -1) {
        perror("Failed to create pipe.");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 创建三个子进程
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        pid[i] = fork();
        if (pid[i] < 0) {
            perror("Failed to fork.");
            exit(EXIT_FAILURE);
        } else if (pid[i] == 0) { // 子进程
            close(pipe_fd[0]); // 关闭管道的读端
            // 向管道中写入数据
            char msg[MAX_BUF_SIZE];
            sprintf(msg, "Hello, I am child process %d.", i);
            bytes_written = write(pipe_fd[1], msg, strlen(msg));
            printf("Child process %d wrote %d bytes to pipe.\n", i, bytes_written);
            close(pipe_fd[1]); // 关闭管道的写端
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
    }

    // 父进程
    close(pipe_fd[1]); // 关闭管道的写端

    // 读取子进程写入的数据
    while (1) {
        bytes_read = read(pipe_fd[0], buf, MAX_BUF_SIZE);
        if (bytes_read == -1) {
            perror("Failed to read from pipe.");
            exit(EXIT_FAILURE);
        } else if (bytes_read == 0) { // 管道已经被关闭
            printf("All child processes have finished writing.\n");
            break;
        } else {
            buf[bytes_read] = '\0';
            printf("Parent process read %d bytes from pipe: %s\n", bytes_read, buf);
        }
    }

    close(pipe_fd[0]); // 关闭管道的读端

    // 等待子进程结束
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        waitpid(pid[i], NULL, 0);
    }

    return 0;
}

这段程序首先创建了一个管道，然后创建了三个子进程。每个子进程向管道中写入一条消息，然后退出。父进程在读取管道中的数据时，会阻塞等待所有子进程写完，然后再一次性读取管道中的所有数据。

需要注意的是，管道是一个全局的资源，在多个进程间共享。因此，在进行管道读写操作时，需要使用文件描述符来进行互斥访问，防止出现竞态条件。在本例中，父进程和子进程需要分别关闭管道的读端和写端，以确保读写操作的互斥性。