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国嵌视频学习第四天-进程通信

2013年10月09日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4006字 ⁄ 字号 评论关闭

目的

为什么进程间需要通信?

1.      数据传输

一个进程需要将它的数据发送给另一个进程

2.      资源共享

多个进程之间共享同样的资源

3.      通知事件

一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它们发生了某种事件

4.      进程控制

有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如Debug进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有操作,并能够及时知道它的状态改变

 

发展

Linux进程间通信(IPC)由以下几部分发展而来:

1.      Unix进程间通信

2.      基于System V进程间通信

3.      POSIX进程间通信

 

分类

现在Linux使用的进程间通信方式包括:

1.      管道(pipe)和有名管道(FIFO)

2.      信号(signal)(事件通知)

3.      消息队列

4.      共享内存

5.      信号量

6.      套接字(socket)

 

管道通信

管道是单向的、先进先出的,它把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程(写进程)在管道的尾部写入数据,另一个进程(读进程)从管道的头部读出数据。

 

管道创建

管道包括无名管道和有名管道两种,前者用于父进程和子进程间的通信,后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。

       无名管道有pipe()函数创建:

       int pipe(int filedis[2]);

       当一个管道建立时,它会创建两个文件描述符:filedis[0]用于读管道,filedis[1]用于写管道(将管道的头部和尾部分别看做两个文件,这两个文件就应该对应于两个文件描述符)

 

管道关闭

关闭管道只需将这两个文件描述符关闭即可,可以使用普通的close函数逐个关闭

 

管道读写

管道用于不同进程间通信。通常先创建一个管道,再通过fork函数创建一个子进程,该子进程会继承父进程所创建的管道(父进程和子进程通过该无名管道进行通信,父进程向该管道写数据,子进程向管道读数据)

注意事项

必须在系统调用fork()前调用pipe(),否则子进程将不会继承文件描述符(如果顺序相反,则会发现会创建两个管道)

pipe_rw.c

命名管道(FIFO

命名管道和无名管道基本相同,但也有不同点:无名管道只能由父子进程使用;但是通过命名管道,不相关的进程也能交换数据

从实质上来讲命名管道就是一个文件

创建

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode)

--pathname:FIFO文件名(命名管道的名字)

--mode:属性(见文件操作章节)

一旦创建了一个FIFO,就可用open打开它,一般的文件访问函数(closereadwrite)都可用于FIFO

 

相关资料:http://my.oschina.net/renhc/blog/35125

                   

http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=20384806&do=blog&id=1954102

                 

http://blog.chinaunix.net/uid-20384806-id-1954101.html

                

操作

当打开FIFO时,非阻塞标志(O_NONBLOCK)将对以后的读写产生如下影响:
1.没有使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时进程将阻塞。如试图读取空的FIFO,将导致进程阻塞

2.使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时不阻塞,立刻出错返回,errnoENXIO

fifo_write.cfifo_read.c

信号通信

信号(signal)机制是Unix系统中最为古老的进程间通信机制,很多条件可以产生一个信号:

1.当用户按某些按键时,产生信号

2.硬件异常产生信号:除数为0、无效的存储访问等等。这些情况通常由硬件检测到,将其通知内核,然后内核产生适当的信号通知进程,例如,内核对正访问一个无效存储区的进程产生一个SIGSEGV信号

3.进程用kill函数将信号发送给另一个进程

4.用户可用kill命令将信号发送给其他进程

信号类型

下面是几种常见的信号:

SIGHUP:从终端发出的结束信号

SIGINT:来自键盘的中断信号(Ctrl-C

SIGKILL:该信号结束接受信号的进程

SIGTERMkill命令发出的信号

SIGCHLD:标示子进程停止或结束的信号

SIGSTOP:来自键盘(Ctrl-Z)或调试程序的停止执行信号

其他的信号类型baidu.com

信号处理

当某信号出现时,将按照下列三种方式中的一种进行处理:

1.忽略此信号

大多数信号都按照这种方式进行处理,但有两种信号决不能被忽略。他们是:SIGKILLSIGSTOP。这两种信号不能被忽略的原因是:它们向超级用户提供了一种终止或停止进程的方法

2.执行用户希望的动作

通知内核在某种信号发生时,调用一个用户函数。在用户函数中,执行用户希望的处理

3.执行系统默认动作

对大多数信号的系统默认动作时终止该进程。

信号发送

发送信号的主要函数有killraise

区别:

kill既可以向进程本身发送信号,也可以向其他进程发送信号。Raise函数是向进程自身发送信号

#include <sys/types.h>

#include <signal.h>

int kill(pid_t pid, int signo)

---pid是要进行处理的进程ID

---sigo是要发出的信号类型

int raise(int signo)

killpid参数有四种不同的情况:

1.pid>0将信号发送给进程IDpid的进程

2.Pid==0将信号发送给同组的进程

3.Pid<0将信号发送给其进程组ID等于pid绝对值的进程

4.Pid==-1将信号发送给所有进程。

Alarm

使用alarm函数可以设置一个时间值(闹钟时间),当所设置的时间到了时,产生SIGALRM信号(发送给自身)。如果不捕捉此信号,则默认动作是终止该进程。

#include <unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds)

---seconds:经过了指定的seconds秒后会产生信号SIGALRM

每个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时,以前已为该进程设置过闹钟时间,而且它还没有超时,以前登记的闹钟时间则被新值代换。

如果有以前登记的尚未超过的闹钟时间,而这次seconds值是0,则表示取消以前的闹钟

Pause

Pause函数使调用过程挂起直至捕捉到一个信号。

#include <unistd.h>

int pause(void)

只有执行了一个信号处理函数后,挂起才结束。

信号的处理

当系统捕捉到某个信号时,可以忽略该信号或是使用指定的处理函数来处理该信号,或者使用系统默认的方式

信号处理的主要方法有两种,一种是使用简单的signal函数,另一种是使用信号集函数组

Signal原型

#include <signal.h>

void (*signal (int signo, void(*func)(int)))(int)

如何理解?

typedef void (*sighandler_t)(int) 

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler) 

第一个参数signum指明了所要处理的信号类型,它可以取除了SIGKILLSIGSTOP外的任何一种信号。handler参数是一个指针,指向某个处理该信号的函数。这个处理信号函数带有一个int型参数,并应返回void

func(handler)可能的值是:

1.SIG_IGN:忽略此信号

2.SIG_DFL:按系统默认方式处理

3.信号处理函数名:使用该函数处理.(所有的信号处理函数都只有一个int类型的参数)

mysignal.c

参考资料:http://baike.baidu.com/view/64630.htm

 

共享内存

共享内存是被多个进程共享的一部分物理内存。共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法,一个进程向共享内存区域写入了数据,共享这个内存区域的所有进程就可以立刻看到其中的内容。

共享内存实现分为两个步骤:

一、创建共享内存,使用shmget函数

二、映射共享内存,将这段创建的共享内存映射到具体的进程空间去,使用shmat函数

创建

int shmget(key_t key, int size, int shmflg)

key标示共享内存的键值:0/IPC_PRIVATE。当key的取值为IPC_PRIVATE,则函数shmget()将创建一块新的共享内存;如果key的取值为0,而参数shmflg中又设置IPC_PRIVATE这个标志,则同样会创建一块新的共享内存

返回值:如果成功,返回共享内存标识符;如果失败,返回-1.

映射

void* shmat(int shmid, char* shmaddr, int flag)

参数:

---shmidshmget函数返回的共享存储标识符

---flag:决定以什么方式来确定映射的地址(通常为0

---shmaddr是指该共享内存在各进程中的地址值,如果是0则表示系统自动为其找一个地址址(同一块共享内存在各进程中是不一样的)

返回值:如果成功,则返回共享内存映射到进程中的地址;如果失败,则返回-1.

当一个进程不再需要共享内存时,需要把它从进程地址空间中脱离

int shmdt(char* shmaddr),其中shmaddr是从shmat()函数中的shmaddr中来

shmem.c

 

 

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