Linux操作系统实验：进程间通信与管道、消息队列

"操作系统实验报告，涉及进程创建、管道通信及消息队列的使用" 这篇实验报告主要探讨了在Linux操作系统中如何实现进程间通信，包括使用`fork()`函数创建进程、通过管道(Pipe)实现简单通信以及利用消息队列进行更复杂的通信方式。实验旨在帮助学生熟悉Linux环境下的程序开发，掌握进程控制原语，特别是进程间通信机制。 一、进程创建与同步 在Linux系统中，`fork()`系统调用用于创建新的进程。当父进程调用`fork()`时，它会创建一个与自身几乎完全相同的副本——子进程。子进程继承父进程的所有资源，包括打开的文件描述符。实验中，通过`fork()`创建两个子进程，子进程1(P1)和子进程2(P2)。为了确保正确的通信顺序，需要使用`waitpid()`函数实现父进程与子进程间的同步。例如，父进程需要等待子进程完成写入管道的操作后，才能读取数据。 二、管道通信 管道是一种半双工的通信方式，允许数据在一个方向上流动。在这个实验中，使用`pipe()`系统调用来创建管道，两个子进程各自向管道的一端写入消息。为了防止数据混淆，通常需要关闭每个进程不需要的管道端。实验要求父进程先接收来自子进程P1的消息，再接收P2的消息，这涉及到两个同步问题：父子进程间的同步（子进程写，父进程读）和子进程之间的同步（P1先写，P2后写）。 三、消息队列通信 消息队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构，可存储结构化的消息。具有写权限的进程可以将消息插入到队列，有读权限的进程可以从队列中取出消息。在实验的第二部分，要求创建一个Server进程和一个Client进程，通过消息队列进行通信。Server进程向Client进程发送信息，这涉及到创建、管理和操作消息队列的系统调用，如`msgget()`、`msgsnd()`和`msgrcv()`。 总结，这个实验全面涵盖了操作系统中的基本进程管理概念，包括进程创建、同步以及进程间通信的两种常见方式：管道和消息队列。通过这样的实践，学生能深入理解这些概念，并具备在Linux环境下编写相关程序的能力。