操作系统课件：消息队列操作详解

本篇文档主要介绍了操作系统中的典型消息队列操作，包括`msgget()`、`msgsnd()`、`msgrcv()` 和 `msgctl()` 函数。这些函数在并发编程中扮演了关键角色，用于在多个进程之间传递和管理消息，以实现异步通信和任务协调。 首先，`msgget()` 函数用于创建一个消息队列，为后续的消息发送和接收提供了基础结构。这个操作对于初始化一个进程间的通信渠道至关重要。 `msgsnd()` 是发送消息的操作，它允许一个进程将数据放入消息队列，以便其他进程接收。接收消息则通过 `msgrcv()` 函数完成，它可以从队列中取出并处理消息。 `msgctl()` 提供了一组控制消息队列的功能，如删除队列、查询队列属性等，用于维护队列的生命周期和管理。 文档还关注了进程状态转换的相关概念。当一次 I/O 操作结束时，可能使进程从运行态变为就绪态，因为这表明该操作已经完成，进程可以重新竞争处理器资源。同时，优先级更高的进程出现或现有进程执行完毕也会影响进程调度，导致状态变化。 关于进程管理，正确的说法包括：进程通过进程调度程序获得 CPU，但优先级可以动态调整；在单 CPU 系统中，只有一个是运行态，其他处于就绪或等待状态；当进程申请 CPU 而未得到满足时，会进入等待状态。 在 I/O 操作结束时，可能导致一个或几个进程从睡眠变为就绪，因为它们可能被唤醒来处理已完成的 I/O 请求。 信号量用于管理临界区，初值一般定义为 0 或 -1，具体取决于是否允许立即访问临界区。如果有 m 个进程共享资源，信号量的变化范围通常是从 1 减到 -(m-1)，表示资源可用和占用状态。 最后，对于临界资源的互斥访问，进程需要互斥地进入各自独立的临界区，以确保资源的独占使用，避免并发冲突。 总结来说，本文档围绕操作系统中的核心概念，讲解了消息队列操作和进程管理，以及如何利用信号量和临界区来实现进程间通信的同步控制。这对于理解和设计并发系统至关重要。