进程线程间的通信：2024/2/22

news2024/10/5 19:15:42

作业1：代码实现线程互斥机制

代码：

#include <myhead.h>

//临界资源
int num=10;

//创建一个互斥锁
pthread_mutex_t mutex;

//任务一
void *task1(void *arg)
{
	//获取锁资源
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	
	num=123;
	sleep(3);
	printf("task1:num=%d\n",num);

	//释放锁资源
	pthread_mutex_unlock(&mutex);
	//退出线程
	pthread_exit(NULL);
}
//任务二
void *task2(void *arg)
{
	//获取锁资源
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	
	num++;
	sleep(1);
	printf("task2:num=%d\n",num);
	
	//释放锁资源
	pthread_mutex_unlock(&mutex);

	//退出线程
	pthread_exit(NULL);
}
/*************************主程序************************/
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//初始化互斥锁
	pthread_mutex_init(&mutex,NULL);

	//创建两个线程
	pthread_t tid1,tid2;

	if(pthread_create(&tid1,NULL,task1,NULL) != 0){
		printf("create tid1 error\n");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid2,NULL,task2,NULL) != 0){
		printf("create tid1 error\n");
		return -1;
	}
	printf("tid1=%#lx tid2=%#lx\n",tid1,tid2);
	//回收资源
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);

	//销毁互斥锁
	pthread_mutex_destroy(&mutex);
	return 0;
}

效果图：

作业2：代码实现无名信号量的线程同步机制

代码：

#include <myhead.h>

//定义一个无名信号量
sem_t sem1;
sem_t sem2;
sem_t sem3;
//任务1
void *task1(void *arg)
{
	int num=4;
	while(num--)
	{
		//申请资源
		sem_wait(&sem3);

		sleep(1);
		printf("A");
		fflush(stdout);           //刷新缓冲区

		//释放资源
		sem_post(&sem1);
	}
	//退出线程
	pthread_exit(NULL);

}
//任务2
void *task2(void *arg)
{
	int num=4;
	while(num--)
	{
		//申请资源
		sem_wait(&sem1);
		sleep(1);
		printf("B");
		fflush(stdout);           //刷新缓冲区
		//释放资源
		sem_post(&sem2);
	}
	//退出线程
	pthread_exit(NULL);

}
//任务3
void *task3(void *arg)
{
	int num=4;
	while(num--)
	{
		//申请资源
		sem_wait(&sem2);

		sleep(1);
		printf("C");
		fflush(stdout);           //刷新缓冲区

		//释放资源
		sem_post(&sem3);
	}
	//退出线程
	pthread_exit(NULL);

}
/*********************主程序********************/
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//初始化无名信号量
	sem_init(&sem1,0,0);
	sem_init(&sem2,0,0);
	sem_init(&sem3,0,1);

	//创建三个线程
	pthread_t tid1,tid2,tid3;
	if(pthread_create(&tid1,NULL,task1,NULL) != 0){
		printf("create tid1 error\n");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid2,NULL,task2,NULL) != 0){
		printf("create tid2 error\n");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid3,NULL,task3,NULL) != 0){
		printf("create tid3 error\n");
		return -1;
	}

	//回收资源
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	pthread_join(tid3,NULL);

	//销毁无名信号量
	sem_destroy(&sem1);
	sem_destroy(&sem2);
	sem_destroy(&sem3);

	puts("");
	return 0;
}

效果图：

作业3：代码实现条件变量的线程同步机制

代码：

#include <myhead.h>
//定义条件变量
pthread_cond_t cond;

//定义互斥锁变量
pthread_mutex_t mutex;

//生产者
void *task1(void *arg)
{
	int num=3;
	while(num--)
	{
		sleep(1);
		printf("%#lx:摘了一个苹果\n",pthread_self());

		//唤醒一个进程
		pthread_cond_signal(&cond);
	}
	//退出线程
	pthread_exit(NULL);
}
//消费者
void *task2(void *arg)
{
	
	//获取锁资源
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	//进入等待队列
	pthread_cond_wait(&cond,&mutex);

	printf("%#lx:吃了一个苹果\n",pthread_self());

	//释放锁资源
	pthread_mutex_unlock(&mutex);

	//退出进程
	pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//初始化条件变量
	pthread_cond_init(&cond,NULL);
	//初始化互斥锁变量
	pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
	
	//创建生产者与消费者线程
	pthread_t tid1,tid2,tid3,tid4;
	if(pthread_create(&tid1,NULL,task1,NULL)!=0){
		printf("create tid1 error\n");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid2,NULL,task2,NULL)!=0){
		printf("create tid2 error\n");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid3,NULL,task2,NULL)!=0){
		printf("create tid3 error\n");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid4,NULL,task2,NULL)!=0){
		printf("create tid4 error\n");
		return -1;
	}

	//回收资源
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	pthread_join(tid3,NULL);
	pthread_join(tid4,NULL);
	//销毁条件变量
	pthread_cond_destroy(&cond);
	//销毁互斥锁
	pthread_mutex_destroy(&mutex);

	return 0;
}

效果图：

作业4：代码实现无名管道的通信

代码：

#include <myhead.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建管道文件
	int pipefd[2]={0};
	if(pipe(pipefd)==-1){
		perror("pipe error");
		return -1;
	}

	//创建子进程
	pid_t pid=fork();
	if(pid>0){
		//父进程进行写操作

		//关闭管道读端
		close(pipefd[0]);

		char wbuf[128]="";
		while(1)
		{
			//清空数组内容
			bzero(wbuf,sizeof(wbuf));
			//从终端输入数据
			fgets(wbuf,sizeof(wbuf),stdin);
			wbuf[strlen(wbuf)-1]='\0';

			//开始向管道文件中写入数据
			write(pipefd[1],wbuf,strlen(wbuf));

			//判断写入的数据
			if(strcmp(wbuf,"quit")==0){
				break;
			}
			
		}
		//关闭管道写端
		close(pipefd[1]);
		//等待回收子进程
		wait(NULL);
	}else if(pid==0){
		//子进程进行读操作
		//关闭管道写端
		close(pipefd[1]);

		char rbuf[128]="";
		while(1)
		{
			//清空数组内容
			bzero(rbuf,sizeof(rbuf));
			//从管道文件中读取数据
			read(pipefd[0],rbuf,sizeof(rbuf));

			printf("从父进程传来的数据:%s\n",rbuf);
			//判断写入的数据
			if(strcmp(rbuf,"quit")==0){
				break;
			}
			
		}
		//关闭管道读端
		close(pipefd[0]);
		//退出子进程
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}else{
		perror("pid error");
		return -1;
	}

	return 0;
}

效果图：

作业5：代码实现有名管道的通信

代码：

create.c:

#include <myhead.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建一个管道文件
	if(mkfifo("./myfifo",0664)==-1){
		perror("mkfifo error");
		return -1;
	}
	getchar();          //阻塞

	system("rm myfifo");

	return 0;
}

snd.c:

#include <myhead.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//打开管道文件
	int wfd=-1;
	//以只写的形式打开管道文件
	if((wfd=open("./myfifo",O_WRONLY))==-1){
		perror("open error");
		return -1;
	}

	char wbuf[128]="";
	while(1)
	{
		//从终端输入数据
		printf("请输入:");	

		fgets(wbuf,sizeof(wbuf),stdin);
		wbuf[strlen(wbuf)-1]='\0';
		//将数据写入管道文件
		write(wfd,wbuf,strlen(wbuf));
		//结束输入的条件
		if(strcmp(wbuf,"quit")==0){
			break;
		}
	}
	

	//关闭文件
	close(wfd);
	return 0;
}

rec.c:

#include <myhead.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//打开管道文件
	int rfd=-1;
	//以只读形式打开文件
	if((rfd=open("./myfifo",O_RDONLY))==-1){
		perror("open error");
		return -1;
	}
	char rbuf[128]="";
	while(1)
	{
		//清空数组
		bzero(rbuf,sizeof(rbuf));
		//从管道读取数据
		read(rfd,rbuf,sizeof(rbuf));
		//输出结果
		printf("收到的数据为:%s\n",rbuf);
		//退出条件
		if(strcmp(rbuf,"quit")==0){
			break;
		}

	}

	//关闭文件
	close(rfd);
	return 0;
}

效果图：

作业6：使用有名管道完成两个进程的相互通信

(提示：可以使用多进程或多线程完成)

代码：

create.c:

#include <myhead.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建两个管道文件
	if(mkfifo("./myfifo1",0664)==-1){
		perror("mkfifo error");
		return -1;
	}
	if(mkfifo("./myfifo2",0664)==-1){
		perror("mkfifo error");
		return -1;
	}
	getchar();          //阻塞

	system("rm myfifo1");
	system("rm myfifo2");

	return 0;
}

snd.c:

#include <myhead.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建一个进程
	pid_t pid=fork();

	if(pid>0){
		//父进程发送数据
		//打开管道文件
		int wfd=-1;
		//以只写的形式打开管道文件
		if((wfd=open("./myfifo1",O_WRONLY))==-1){
			perror("open error");
			return -1;
		}

		char wbuf[128]="";
		while(1)
		{
			//从终端输入数据
			printf("请输入:");	

			fgets(wbuf,sizeof(wbuf),stdin);
			wbuf[strlen(wbuf)-1]='\0';
			//将数据写入管道文件
			write(wfd,wbuf,strlen(wbuf));
			//结束输入的条件
			if(strcmp(wbuf,"quit")==0){
				break;
			}
		}
		//关闭文件
		close(wfd);
	}else if(pid==0){
		//子进程接收数据
		//打开管道文件
		int rfd=-1;
		//以只读形式打开文件
		if((rfd=open("./myfifo2",O_RDONLY))==-1){
			perror("open error");
			return -1;
		}
		char rbuf[128]="";
		while(1)
		{
			//清空数组
			bzero(rbuf,sizeof(rbuf));
			//从管道读取数据
			read(rfd,rbuf,sizeof(rbuf));
			//输出结果
			printf("收到的数据为:%s\n",rbuf);
			//退出条件
			if(strcmp(rbuf,"quit")==0){
				break;
			}

		}

		//关闭文件
		close(rfd);
	}else{
		perror("pid error");
		return -1;
	}

	
	return 0;
}

rec.c:

#include <myhead.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建一个进程
	pid_t pid=fork();

	if(pid>0){
		//父进程接收数据
		//打开管道文件
		int rfd=-1;
		//以只读形式打开文件
		if((rfd=open("./myfifo1",O_RDONLY))==-1){
			perror("open error");
			return -1;
		}
		char rbuf[128]="";
		while(1)
		{
			//清空数组
			bzero(rbuf,sizeof(rbuf));
			//从管道读取数据
			read(rfd,rbuf,sizeof(rbuf));
			//输出结果
			printf("收到的数据为:%s\n",rbuf);
			//退出条件
			if(strcmp(rbuf,"quit")==0){
				break;
			}

		}

		//关闭文件
		close(rfd);
	}else if(pid==0){
		//子进程发送数据
		//打开管道文件
		int wfd=-1;
		//以只写的形式打开管道文件
		if((wfd=open("./myfifo2",O_WRONLY))==-1){
			perror("open error");
			return -1;
		}

		char wbuf[128]="";
		while(1)
		{
			//从终端输入数据
			printf("请输入:");	

			fgets(wbuf,sizeof(wbuf),stdin);
			wbuf[strlen(wbuf)-1]='\0';
			//将数据写入管道文件
			write(wfd,wbuf,strlen(wbuf));
			//结束输入的条件
			if(strcmp(wbuf,"quit")==0){
				break;
			}
		}
		//关闭文件
		close(wfd);
	}else{
		perror("pid error");
		return -1;
	}
	return 0;
}

效果图：

作业7：思维导图

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