操作系统实验实验二 进程管道通信实验

操作系统的第二个实验是关于进程和线程间的通信的。我们实验的例子就是用线程来通信，线程间通信很简单，他们共有一些相同的资源。而且大一的学习用java线程实现多对多聊天也是很简单的。而进程之间的通信就必须通过消息传递或者共享内存来实现。这个实验就是使用无名管道来实现进程间信息的传递的。

实验题目：

设有二元函数f(x,y)=f(x)+f(y)

其中： f(x)=f(x-1)*x　　 (x>1)

　　　　f(x) =1　　(x=1)

　　　　f(y) = f(y-1) + f(y-2)　　(y>2)

　　　　f(y) = 1　　(y=1,2)

请编程建立3个并发协作进程，他们分别完成f(x,y)/f(y)/f(x)

实验思路：利用无名管道通信，由于三个进程，先分别叫做fxy,fx,fy则fx要与fxy通信，使用一条管道，fy也要与fxy通信，使用另一条管道。除此之外无需其他通信。所以两条管道足够，在实验的时候周边很多同学第一反应都是三个管道，这实际上有点浪费了。

实验代码及说明：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int pid,pid2;//进程号
    int pipe1[2]; //存放第一个无名管道标号
    int pipe2[2]; //存放第二个无名管道标号
    int fx,fy,fxy;
    int x,y;
    //接受用户输入
    printf("Please input x and y\n");
    scanf("%d %d",&x,&y);
    //使用 pipe()系统调用建立两个无名管道。建立不成功程序退出,执行终止
    if(pipe(pipe1) < 0){
        perror("pipe1 create failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(pipe(pipe2) < 0){
        perror("pipe2 create failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //使用 fork()建立第一个子进程,不成功退出
    if((pid=fork()) <0){
        perror("process1 create failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    else if(pid == 0){
        //第一个子进程负责从管道1的1端写
        close(pipe1[0]);
        //计算fx并输出到管道
        fx = Fx(x);
        printf("child pid is %d fx=%d (x=%d) \n",getpid(),fx,x);
        write(pipe1[1],&fx,sizeof(int));
        //读写完成后,关闭管道
        close(pipe1[1]);
        //子进程执行结束
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }else{    //父进程
        //再创建一个子进程
        if((pid2=fork()) <0){
            perror("process2 create failed.");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }else if (pid2 == 0){
            //管道2的1端写
            close(pipe2[0]);
            fy = Fy(y);
            printf("child pid is %d fy=%d (y=%d) \n",getpid(),fy,y);
            write(pipe2[1],&fy,sizeof(int));
            close(pipe2[1]);
            //退出该线程
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        //父进程负责从管道1的0端，管道2的0端读
        close(pipe1[1]);
        close(pipe2[1]);
        read(pipe1[0],&fx,sizeof(int));
        read(pipe2[0],&fy,sizeof(int));
        fxy = fx + fy;
        printf("parent pid is %d fxy=%d (x=%d,y=%d) \n",getpid(),fxy,x,y);
        close(pipe1[0]);
        close(pipe2[0]);
    }
    //父进程执行结束
    return EXIT_SUCCESS;
}
//函数(xy)
int Fxy(const int fx,const int fy){
    return fx+fy;
}

//函数f(y)
int Fy(const int y){
    return y==1||y==2 ? 1:(Fy(y-1)+Fy(y-2));
}
//函数f(x)
int Fx(const int x){
    return x==1? 1:Fx(x-1)*x;
}