Linux 进程间通信方式（1）

一.进程间通信概述
1.目的
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

2.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

3.POSIX
POSIX(Portable Operating System Interface)表示可移植操作系统接口。
电气和电子工程师协会（IEEE）最初开发 POSIX 标准，是为了提高 UNIX 环境下应用程序的可移植性。然而，POSIX 并不局限于 UNIX，许多其它的操作系统，例如 DEC OpenVMS 和 Microsoft Windows，都支持 POSIX 标准

4.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）
3)消息队列
4)共享内存
5)信号量
6)套接字（socket）

二.管道通信
1.简介
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
数据被一个进程读出后，将被从管道中删除，其它读进程将不能再读到这些数据。
管道提供了简单的流控制机制，进程试图读空管道时，进程将阻塞。同样，管道已经满时，进程再试图向管道写入数据，进程将阻塞

2.分类
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

3.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
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

4.命名管道
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

5.创建命名管道

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int mkfifo(const char * pathname, mode_t mode)

pathname：FIFO文件名
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（close、read、write等）都可用于FIFO

三.信号通信
1.简介
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

2.信号类型
下面是几种常见的信号：
§ SIGHUP： 从终端上发出的结束信号
§ SIGINT： 来自键盘的中断信号（Ctrl-C）
§ SIGKILL：该信号结束接收信号的进程
§ SIGTERM：kill 命令发出的信号
§ SIGCHLD：标识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

3.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,它们是：
SIGKILL\SIGSTOP。
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是终止该进程

4.信号发送
发送信号的主要函数有 kill和raise。
区别：
Kill既可以向自身发送信号，也可以向其他进程发送信号。与kill函数不同的是，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)int raise(int signo)

kill的pid参数有四种不同的情况：
1)pid>0
将信号发送给进程ID为pid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。

5.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.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

6.pause
pause函数使调用进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

7.signal

#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))
func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