"本次实验主要涉及Linux编程技术,专注于进程之间的通信机制,包括匿名管道、有名管道、信号、共享内存和消息队列等。实验旨在让学习者掌握这些通信方式的使用,并解决实际问题。实验内容包括:父子进程、兄弟进程间的匿名管道通信,有名管道文件的读写,SIGUSR1信号的发送与处理,不同信号的触发与识别,以及共享内存和消息队列的使用。实验要求使用C语言编程,并熟悉Linux环境。" 在Linux编程中,进程间的通信是至关重要的,因为它允许不同的进程协同工作,交换数据和控制信息。实验3覆盖了多种通信方式: 1. **匿名管道**:这是一种半双工的通信方式,允许父子进程或兄弟进程间的数据传输。例如,父进程创建管道,将数据“hellochild”发送给子进程,子进程接收到数据后回应“hellofather”。管道的使用涉及到`pipe()`函数创建,`fork()`函数创建子进程,以及`read()`和`write()`函数进行数据的读写。 2. **有名管道(命名管道)**:与匿名管道类似,但提供了一种跨进程的持久化通信方式。一个进程写入数据到有名管道文件,其他进程可以打开这个文件进行读取。实验中,写进程连续写入“helloworld”10次,而读进程负责读取并打印。 3. **信号(Signal)**:信号是进程间通信的一种快速机制,用于传递异步事件通知。实验中,进程A发送SIGUSR1信号给进程B,进程B接收到后打印特定信息。这涉及到了`kill()`函数发送信号和`signal()`函数处理信号。 4. **定时器和信号**:通过`setitimer()`函数设置定时器,当定时器超时时,会触发SIGALRM、SIGVTALRM或SIGPROF信号。信号被触发后,需要有相应的信号处理函数来识别和打印信号类型。 5. **高级信号处理(sigqueue和sigaction)**:使用`sigqueue()`函数发送带有附加信息的信号,如整数值20,而`sigaction()`函数可以更精细地控制信号处理,包括接收信号时的回调函数和信号行为。 6. **共享内存**:共享内存允许多个进程访问同一块内存区域,实现高效的数据交换。实验中,写进程不断将“helloworld”写入共享内存,直到“end”为止,读进程则负责读取并打印共享内存中的内容。 7. **消息队列**:消息队列提供了有序且可控的数据交换,允许进程发送结构化消息。实验要求进程A使用消息队列向其他进程发送消息,接收端根据消息内容进行相应操作。 通过这些实验,学习者将深入理解Linux下进程通信的原理和实践,增强解决问题的能力,为今后的系统级编程打下坚实基础。
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