作業系統程序通訊

學生實驗報告

實驗課名稱：計算機作業系統

實驗專案名稱：程序間通訊實驗

專業名稱：電腦科學與技術

一．實驗目的：

linux系統的程序通訊機構（ipc）允許在任意程序間大批量地交換資料。本實驗的目的是了解和熟悉linux支援的訊息通訊機制、共享儲存區機制及資訊量機制。

二．實驗要求：

閱讀linux系統的msg.c、sem.c和shm.c等原始碼檔案，熟悉linux的三種機制。

三．實驗內容：

（1）訊息的建立，傳送和接收。

①使用系統呼叫msgget(),msgsnd(),msgrev()及msgctl()編制一長度為1k的訊息的傳送和接收程式。

②觀察上面程式，說明控制訊息佇列系統呼叫msgctl()在此起什麼作用？

（2）共享儲存區的建立、附接和斷接。

使用系統呼叫shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl()，編制乙個與上述功能相同的程式。

（3）比較上述（1），（2）兩種訊息通訊機制中資料傳輸的時間。

四．演算法描述：

1.server建立乙個 key 為75的訊息佇列，等待其它程序發來的訊息。當遇到型別為 1的訊息，則作為結束訊號，取消該佇列，並退出server。server每接收到乙個訊息後顯示一句「(server)received。」 client使用 key為75的訊息佇列，先後傳送型別從10到1的訊息，然後退出。最後乙個訊息，即是 server端需要的結束訊號。client 每傳送一條訊息後顯示一句「(client)sent」。

2.為了便於操作和觀察結果，用乙個程式為「引子」，先後fork( )兩個子程序，server和 client，進行通訊。 server端建立乙個key為75的共享區,並將第乙個位元組置為-1.作為資料空的標誌.等待其他程序發來的訊息.當該位元組的值發生變化時,表示收到了該訊息,進行處理.然後再次把它的值設為-1，如果遇到的值為0，則視為結束訊號，取消該佇列，並退出server。server每接收一次資料後顯示「（server）received」。client端建立乙個key為75的共享區，當共享取得第乙個位元組為-1時，server端空閒，可傳送請求。client隨即填入10到1。期間等待server端再次空閒。進行完這些操作後，client退出。client每傳送一次資料後顯示「（client）sent」。

五．執行結果與分析：

《結果》

執行的結果和預想的完全一樣。但在執行的過程中，發現每當client 傳送一次資料後，server 要等大約0.1 秒才有響應。同樣，之後client 又需要等待大約0.1 秒才傳送下乙個

資料。《分析》

出現上述的應答延遲的現象是程式設計的問題。當client 端傳送了資料後，並沒有任何措施通知server 端資料已經發出，需要由client 的查詢才能感知。此時,client 端並有放棄系統的控制權，仍然占用cpu的時間片。只有當系統進行排程時，切換到了server程序，再進行應答。這個問題，也同樣存在於server 端到client 的應答過程之中。

3 比較兩種訊息通訊機制中的資料傳輸的時間

由於兩種機制實現的機理和用處都不一樣，難以直接進行時間上的比較。如果比較其效能，應更加全面的分析。

(1) 訊息佇列的建立比共享區的設立消耗的資源少. 前者只是乙個軟體上設定的問題, 後者需要對硬體操作, 實現記憶體的映像, 當然控制起來比前者複雜. 如果每次都重新進行佇列或共享的建立, 共享區的設立沒有什麼優勢。

(2) 當訊息佇列和共享區建立好後, 共享區的資料傳輸, 受到了系統硬體的支援, 不耗費多餘的資源; 而訊息傳遞, 由軟體進行控制和實現, 需要消耗一定的cpu資源. 從這個意義上講, 共享區更適合頻繁和大量的資料傳輸

(3) 訊息的傳遞, 自身就帶有同步的控制. 當等到訊息的時候, 程序進入睡眠狀態, 不再消耗cpu資源. 而共享佇列如果不借助其他機制進行同步, 接受資料的一方必須進行不斷的查詢, 白白浪費了大量的cpu資源. 可見訊息方式的使用更加靈活

六．源程式：

1.訊息的建立、傳送和接收

#include

#define msgkey 75

struct msgform

msg;

int msgqid,i;

void client()

}void server()

while(msg.mtype!=1); www.docin.com msgctl(msgqid,ipc_rmid,0);

}void main()

2.共享儲存區的建立、附接和斷接

#include

#define shmkey 75

int shmid,i;

int *addr;

void client()

}void server()

while(*addr);

shmctl(shmid,ipc_rmid,0);

}void main()

作業系統 程序通訊

作業系統 程序通訊

作業系統 程序通訊

作業系統 程序通訊

相關推薦

作業系統程序通訊

作業系統程序通訊

作業系統程序通訊

作業系統程序通訊