进程间通信：信号、共享存储与消息队列实战

在本实验中，我们将深入探讨操作系统进程间的通信机制，包括信号、共享存储区和消息队列，以实现三个并发进程间的协同工作。实验的主要目标是让参与者掌握进程间通信的编程技巧，以及深化对进程并发执行的理解。 首先，实验涉及一个由三个进程组成的系统：接收键盘输入进程、显示进程和分发数据进程。接收进程负责监听用户的输入，并通过合适的方法（如信号量、共享内存或消息队列）将数据传递给其他进程。显示进程则负责接收并显示输入数据，同时提示用户。分发数据进程则根据输入类型，将字母和数字分别保存到`letter.txt`和`number.txt`文件中，其他非字母和数字的数据将被丢弃，并在过程中给出相应的提示。 实验的核心部分是进程间通信的具体实现： 1. **共享存储区**：通过`shmget()`函数获取共享内存标识符，`shmat()`用于映射内存区域，`shmdt()`解除映射，最后用`shmctl()`进行内存控制。共享存储区使得进程间可以直接访问同一块内存区域，提高数据交换效率。 2. **消息队列**：使用`msgsnd()`发送消息和`msgrcv()`接收消息。`my_msg`结构体定义了消息类型和最大字符数组，用来存储传递的数据。消息队列允许进程异步地传递数据，适用于对数据顺序性要求不高的场景。 在实验中，一个典型的执行流程如下： - 用户启动程序，输入文本。 - 接收进程捕获输入，将其传递给分发数据进程。 - 分发数据进程分析输入，将符合条件的数据分别存入文件，其余数据忽略并提示用户。 - 显示进程接收到数据后，在屏幕上显示，并给出丢弃数据的提示。 - 用户可以多次输入，直到输入"quit"结束程序。 示例输出表明程序已成功运行，展示了不同输入如何被分发和处理： ``` [stud14@localhost E3]$ ./a.out Enter some text: operating system 1234 Enter some text: lixin 2007202314 Enter some text: quit Distributed over! There are chars discarded! letter.txt内容为：operating system number.txt内容为：12 ``` 这个实验不仅锻炼了编程技能，还展示了操作系统中进程间通信的不同策略，为理解和应用并发编程提供了实践经验。