C父母和2个孩子之间的管道

时间:2017-04-01 08:09:47

标签: c operating-system pipe fork posix

我无法弄清楚为什么只有一个孩子向父母发送数据(只有第一个孩子)... 当我通过管道向父母发送数据后,当我睡眠(5)时,第二个孩子向父母发送相同的素数。

有人可以帮助我吗?



//--------------------------Consts---------------------------------
#define NUM_OF_CHILDS 2
#define N 20
#define WIN 5

struct msg{
	pid_t _pid;
	int _prime;
};

//--------------------------Prototypes-----------------------------
bool is_prime(int num);
void terminate(pid_t child_pid[],int fd[2]);
void do_child(int fd[2]);
void print_pair(const int f_arr[],const int s_arr[]);

//--------------------------Main-------------------------------------
int main()
{
	int f_arr[N] = {0},
		s_arr[N] = {0},
		ind, //running on children fork
		count1 = 0,
		count2 = 0,
		victory1 = 0,
		victory2 = 0,
		min = 0;

	int fd[2];

	bool read1 = false,
		read2 = false;

	srand((unsigned)time(NULL));
	pid_t child_pid [NUM_OF_CHILDS];//children pid status array

	struct msg msg1;

	if (pipe(fd) == -1)//pipe fd
	{
		perror("cannot open pipe");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	for(ind = 0; ind < NUM_OF_CHILDS; ind++)
	{
		child_pid[ind] = fork();// duplicate the current process

		if (child_pid[ind] < 0)//fork failed
		{
			perror("Cannot fork()");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}

		if(child_pid[ind] == 0)/* child : sends message to parent*/
			do_child(fd);
	}

	/* parent : receives message from child */
	close(fd[1]); // close the write-end of the pipe

	//read data from pipe
	while(read(fd[0],&msg1,sizeof(struct msg)) > 0)
	{
		if(child_pid[0] == msg1._pid)
		{
			f_arr[count1++] = msg1._prime;
			read1 = true;
		}

		else
		{
			s_arr[count2++] = msg1._prime;
			read2 = true;
		}

		if(read1 && read2)
		{
			if(f_arr[min] > s_arr[min])
				victory1++;
			else if(f_arr[min] < s_arr[min])
				victory2++;

			read1 = false;
			read2 = false;
			min++;
		}

		if(victory1 == WIN || victory2 == WIN)
			terminate(child_pid,fd);
	}

	close(fd[0]);// close the read-end of the pipe
	print_pair(f_arr,s_arr);

	return EXIT_SUCCESS ;
}
//---------------------------------------------------------------------
//checking if number is a prime number or not
//and return true or false
bool is_prime(int num)
{
	int i;
	if(num==0 || num==1 || num==2)
		return false;
	for(i=2;i<=num/2;i++)
	{
		//the number is not prime
		if(num%i == 0)
			return false;
	}
	//the number is prime
	return true;
}
//----------------------------------------------------------------
void do_child(int fd[2])
{
	struct msg message;
	int num;

	close(fd[0]);

	while (1)
	{
		num = rand() % 1000;
		if(is_prime(num))
		{
			message._prime = num;
			message._pid = getpid();
			write(fd[1], &message, sizeof(struct msg));
		}
	}
}
//----------------------------------------------------------------
void terminate(pid_t child_pid[],int fd[2])
{
	int ind,
	loop;

	for(ind = 0; ind < NUM_OF_CHILDS; ind++)
	{
		close(fd[1]);
		//first to give the process an opportunity to die gratefully before
		//using SIGKILL
		kill(child_pid[ind], SIGTERM);
		bool died = false;
		//It will give the process 5 seconds to die gracefully
		for (loop = 0; loop < 5 && !died; ++loop)
		{
			int pid;
			//the time the child process takes to close down gracefully.
			sleep(1);
			//to get the return status of that process and prevent zombie processes.
			if (waitpid(child_pid[ind], &pid, WNOHANG) == child_pid[ind])
				died = true;
		}
		//if SIGTERM did not killed the child do SIGKILL
		if (!died)
		{
			int pid;
			kill(child_pid[ind], SIGKILL);
			waitpid(child_pid[ind], &pid, 0);// harvest the zombie
		}

	}
}
//------------------------------------------------------------------
void print_pair(const int f_arr[],const int s_arr[])
{
	int ind;
	for(ind = 0; ind < N; ind++)
	{
		if(f_arr[ind] == 0 && s_arr[ind] == 0)
			break;
		printf("(%d,%d)\n",f_arr[ind],s_arr[ind]);
	}
}
&#13;
&#13;
&#13;

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

首先,两个子进程生成相同的伪随机序列,因为它们以相同的种子开始。为了有不同数字的机会,你需要在fork之后播种它们,并且可能使用每秒变化超过一次的东西(即使它们中两个具有不同time()值的机会非常小,即使你在叉子之后移动了srand(time(NULL))

其次,您正在接收第一个流程中的所有数字,因为它有一个良好的开端。在创建第二个进程时,有足够的时间写入管道。在创建两个子项之后,父项才开始读取,因此第一个子项填充管道缓冲区然后阻塞。管道缓冲区至少为几千字节。

即使我通过将数字打印到stderr来减慢子进程的速度,第一个仍然会在第二个进程之前生成数百个数字。

那么,当有数百条消息从子节点1到达而子节点2没有消息时,主循环会发生什么? <{1}}数组溢出,因为它只有20个空间。之后,任何事情都可能发生。

防止这种情况的最简单方法是在尝试将数字存储到f_arr之前检查count1 == N是否为f_arr[count1++],如果存在,只需continue;到下一条消息。对于来自第二个孩子的消息,您应该这样做,即使它不太可能发生。

这样您就可以接受来自每个孩子的最多N条消息,而忽略其余的消息。您需要在主循环中添加另一个结束条件:如果两个孩子都发送了N条消息,则需要停止。

另一种方法是为每个孩子使用一个单独的管道,并从两个管道中交替读取以使它们保持同步,但我有一种感觉,你故意避免这种情况。