linux下进程间通信

linux系统下的系统编程-进程间的通信方式

通信方式有三大类A:传统的进程通信方式（无名管道通信，有名管道，信号）B:system V IPC对象（共享内存，消息队列，信号量）C:BSD（套接字），这里笔者只是就目前的学习情况，对传统的通信方式进行总结

无名管道间的通信方式

特点：1只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信。2：属于半双工的通信模式，具有固定的读端和写端.3:管道可以看做是特殊的文件，对于他的读写可以使用文件IO如read，write函数

管道是基于文件描述符的通信方式，当一个管道建立时，他会创建两个文件描述符fd[0],fd[1],其中fd[0]固定用于读管道，fd[1]固定用于写管道，这样就构成了一个半双工的通信机制

无名管道的创建函数是pipe，它的函数原型是int pipe(int fd[2]),函数有需要的头文件是#include<unistd.h>,函数的参数是包含两个元素的整形数组，当函数返回值为0时表示成功，返回值为-1时出错

#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){int pipe_fd[2];pid_t pid;char buf_r[100];char* p_wbuf;int r_num;memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));if(pipe(pipe_fd)<0){printf("pipe create error\n");return -1;}if((pid=fork())==0){printf("\n");close(pipe_fd[1]);sleep(2);if((r_num=read(pipe_fd[0],buf_r,100))>0){printf(   "%d numbers read from the pipe is %s\n",r_num,buf_r);}close(pipe_fd[0]);exit(0);  }else if(pid>0){close(pipe_fd[0]);if(write(pipe_fd[1],"Hello",5)!=-1)printf("parent write1 success!\n");if(write(pipe_fd[1]," Pipe",5)!=-1)printf("parent write2 success!\n");close(pipe_fd[1]);sleep(3);waitpid(pid,NULL,0);exit(0);}}

 

注意事项：1：当管道中无数据时，读操作会阻塞。2：向管道中写入数据时，linux将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲的区域，写进程就会试图向管道中写入数据，如果读进程不读走管道缓冲区的数据，那么写操作就会一直阻塞。3：只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义，否则，向管道中写入数据的进程将收到来自内核传来的SIFPIPE信号

 

有名管道FIFO

无名管道只能用于具有亲缘关系的进程之间，这就限制了无名管道的使用范围，而有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信，突破了无名管道之间的限制，还有就是，有名管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中可见，进程也可以通过文件IO来操作有名管道，有名管道遵循先进先出的规则，但是不支持lseek()操作

 

有名管道的创建函数是mkfifo,它的函数原型是int mkfifo（const char *filename，mode_t mode）.所需要的头文件有三个#include<unistd.h>,#include<fcntl.h>,#include<sys/types.h>,filename是要创建的管道，mode：指定要创建管道的访问权限，一般用八进制表示，函数返回值为0表示成功，返回值为-1表示失败

示例代码

/*write.c*/#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <errno.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define FIFO "/tmp/myfifo"main(int argc,char** argv){int fd;char w_buf[100]="hello fifo!!!";int nwrite;//if(argc<=1)printf("Please send something\n");//gets(w_buf);//strcpy(w_buf,argv[1]);fd=open(FIFO,O_WRONLY);if(fd==-1&&errno==ENXIO){printf("open error; no reading process\n");exit(1);}if((nwrite=write(fd,w_buf,100))==-1){if(errno==EAGAIN)printf("The FIFO has not been read yet.Please try later\n");}else printf("write %s to the FIFO\n",w_buf);close(fd);exit(0);}/*read.c*/#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <errno.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define FIFO "/tmp/myfifo"main(int argc,char** argv){char buf_r[100];int  fd;int  nread;if((mkfifo(FIFO,O_CREAT|O_EXCL)<0)&&(errno!=EEXIST))printf("cannot create fifoserver\n");printf("Preparing for reading bytes...\n");memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));fd=open(FIFO,O_RDONLY|O_NONBLOCK,0);if(fd==-1){perror("open");exit(1);}while(1){memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));if((nread=read(fd,buf_r,100))==-1){if(errno==EAGAIN)printf("no data yet\n");}printf("read %s from FIFO\n",buf_r);sleep(1);}//pause();//unlink(FIFO);close(fd);exit(0);}

linux的信号通信：

信号是在软件基础上对中断机制的一种模拟，是一种异步通信方式，信号可以直接进行用户空间和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件，如果该进程当前并未处于执行态，则该信号就由内核保存起来，直到该进程恢复执行，再传递给他，如果一个信号背景层设置为阻塞，则该信号的传递被延迟，直到其阻塞被取消时才被传递给进程

用户进程对相好的响应方式：1：忽略信号：対信号不做任何处理，但有两个信号不能忽略，即SIGKILL SIGSTOP 2：捕捉信号，定义信号处理函数，当信号发生时执行相应的处理函数。3：执行缺省操作：linux对每种信号都有默认操作

信号处理的流程

 

使用信号的场合：1：后台进程需要使用信号。2：如果两个进程中没有亲缘关系，无法使用无名管道。3:如果两个进程通信之间只能使用标准输入和标准输出，则无法使用fifo，

其实linux系统中也就是几种信号处理

SIGHUP 含义：（signal hup）该信号在用户终端链接（正常和非正常结束时发出）通常是在终端的控制进程结束时，通知同一会话内的各个作业与控制中断不在关联，默认操作是终止

SIGINT 含义：该信号在用户键（通常是CRTL-C）时发出，终端驱动程序发送此信号送到前台进程中的每一个进程 默认操作是终止

SIGQUT含义：该信号和SIGINT类似，但由QUIT字符（通常是CTRL-\）来控制，默认操作也是终止

SIGILL含义：（signal ill）该信号在一个进程企图执行一条非法指令时（可执行文件本身出现错误，或者师徒执行书籍段，堆栈溢出时）发出，默认操作是终止

SIGFPE含义：（signal fpe）该信号在发生致命的算数运算错误时发出，这里不仅仅包括浮点运算错误，还是包括溢出，除数为零等其他所用的算数的错误默认操作为终止

SIGKILL含义：该信号用来立即结束程序的运行，并且不能被阻塞，处理和忽略。默认操作为终止

SIGALRM含义：该信号当一个定时器到时的时候发出，默认操作是终止    默认为终止

SIGSTOP含义：该信号用于暂停一个进程，却不能被阻塞处理和忽略，   默认为暂停进程

SIGSTP含义：该信号用于暂停交互进程，用户键入susp字符通常是（CTRL-Z）发出这个信号，默认操作是暂停进程

SIGCHLD含义：（signal chld）子进程改变状态时，父进程会收到这个信号   默认操作是忽略

SIGABORT含义：该信号用于结束进程 默认操作是终止

 

信号的发送和捕捉函数 ，kill（）和raise（）

kill（）函数大家熟知的kill系统命令一样，可以发送信号给进程或者是进程组，（实际上，kill系统命令只是kill函数的一个用户接口）。kill()函数的函数原型是int kill（pid_t pid,int sig）;所需的头文件是#include<signal.h>,#include<sys/types.h>,函数返回值为0时表示成功，-1表示函数执行出错

raise（）函数允许 进程向自己发送信号，函数所需的头文件是#include<signal.h>,#include<sys/types.h>,函数原型是int raise(int sig)；函数传入sig信号，成功返回值是0；-1表示函数执行出错

示例代码：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>int main(){pid_t pid;int ret;if((pid=fork())<0){perror("fork");exit(1);}if(pid == 0){raise(SIGSTOP);exit(0);}else{printf("pid=%d\n",pid);if((waitpid(pid,NULL,WNOHANG))==0){if((ret=kill(pid,SIGKILL))==0)printf("kill %d\n",pid);else{perror("kill");}}}}

信号发送与捕捉   :alarm()和pause()

alarm()也称为是闹钟函数，他可以在进程中设置一个定时器，当定时器指定的时间到时，内核就向进程发送SIGALARM的信号，pause（）函数是用于将调用进程挂起直到收到信号为止

#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){        int ret;        ret=alarm(5);        pause();        printf("I have been waken up.\n",ret);        return 0;}    

 

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