Linux——IPC 基于文件的通信（普通文件 管道文件）

一.基于文件的通信

    1.普通文件(io方式读取/mmap内存映射方式)
    2.有名管道文件
    3.匿名管道
    4.Socket

procA.c//往普通文件写数据

#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <sys/mman.h>main(){int *p;int fd;int i;fd=open("tmp",O_RDWR|O_CREAT,0666);ftruncate(fd,4);p=mmap(0,4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);i=0;while(1){sleep(1);*p=i;i++;}close(fd);}

procB.c//往普通文件读数据

#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <sys/mman.h>main(){int *p;int fd;fd=open("tmp",O_RDWR);p=mmap(0,4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);while(1){sleep(1);printf("%d\n",*p);}close(fd);}

                1.1.无序文件
                1.1.有序文件
                        1.1.1.管道
                                1.1.1.1.有名
                                1.1.1.2.匿名
                        1.1.2.socket
        2.基于内存
                2.1.无序内存
                        2.1.1.匿名内存
                        2.1.2.共享内存
                2.2.有序内存
                        2.2.1.共享队列
        3.同步:基于内存IPC应用(共享内存数组)
                信号量/信号灯
                

二.基于普通文件的IPC

        IPC的技术提出的应用背景.
        进程之间需要同步处理:
        同步需要通信.
        普通文件就是最基本的通信手段.
        普通文件IPC技术的问题:
                一个进程改变文件,另外一个进程无法感知.
        解决方案:
                    一个特殊的文件:管道文件

三.基于管道文件的IPC

        1.创建管道mkfifo
        2.体会管道文件特点 不能使用映射区读写 只能使用原始的
    案例:                                
            fifoA                fifoB
            建立管道                        
            打开管道            打开管道
            写数据                读数据
            关闭管道            关闭管道

            删除管道

fifoA.c

#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h>int fd;int i;void  end(int s){//关闭管道close(fd);//删除管道unlink("my.pipe");exit(-1);} main(){signal(SIGINT,end);//建立管道mkfifo("my.pipe",0666);//文件大小是0，虚拟的 数据都在内存//打开管道fd=open("my.pipe",O_RDWR);//shutdown(fd,SHUT_RD);i=0;while(1){//每隔1秒写数据sleep(1);write(fd,&i,4);i++;}}

fifoB.c

#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h>int fd;void end(int s){//关闭管道close(fd);exit(-1);}main(){int i;//打开管道signal(SIGINT,end);fd=open("my.pipe",O_RDWR);//shutdown(fd,SHUT_WR);while(1){read(fd,&i,4);printf("%d\n",i);}}

                
    建立管道文件:

            使用linux的指令mkfifo

            在程序中有个函数

    
    总结:
            1.read没有数据read阻塞,而且read后数据是被删除
            2.数据有序
            3.打开的描述符号可以读写(two-way双工)
            4.管道文件关闭后,数据不持久.（A管道关闭后里面的数据丢失）

            5.管道的数据存储在内核缓冲中 打开时候文件目录中的管道符号文件就没有意义了

             比如将它删除 B进程并不出错 只是阻塞， 写往管道的数据并不是在文件里而是在内存里

四.匿名管道

        发现有名的管道的名字仅仅是内核识别是否返回同一个fd的标示.
        所以当管道名失去表示作用的时候,实际可以不要名字.
                    
        在父子进程之间:打开文件描述后创建进程.
        父子进程都有描述符号.    管道文件没有价值.
        所以在父子进程中引入一个没有名字的管道:匿名管道.
        结论:
                匿名管道只能使用在父子进程.
        
        1.创建匿名管道
        2.使用匿名管道
案例:
        匿名管道的创建
        体会匿名管道的特点
        int pipe(int fd[2]);//创建管道.打开管道.拷贝管道.关闭读写        
        fd[0]:只读(不能写)
        fd[1]:只写(不能读)    
        

        注意:数据无边界.

demo.2

#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>main(){int fd[2];pipe(fd);if(fork()){//parentclose(fd[0]);//只负责写while(1){write(fd[1],"Hello",5);sleep(1);}}else{//childchar buf[20];int r;close(fd[1]);//只负责读while(1){r=read(fd[0],buf,20);buf[r]=0;printf("::%s\n",buf);}}}

        
综合:
        建立两个子进程:
            一个负责计算1-5000的素数
            另外一个负责计算5001-10000

            父进程负责存储

demo3.c

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sched.h>int idx=0;int fddata;void handle(int s){int status;if(s==SIGCHLD){wait(&status);idx++;if(idx==2){close(fddata);printf("任务完成\n");exit(-1);}}}int isprimer(int ta){int i=2;for(;i<ta;i++){if(ta%i==0){return 0;}}return 1;}main(){int a,b;int id=1;int fd[2];signal(SIGCHLD,handle);pipe(fd);while(1){if(id==1){a=2;b=50000;}if(id==2){a=50001;b=100000;}if(fork()){id++;if(id>2){break;}continue;}else{//子进程int i;close(fd[0]);for(i=a;i<=b;i++){if(isprimer(i)){write(fd[1],&i,sizeof(int));sched_yield();}}printf("%d任务完成!\n",getpid());exit(0);}}int re;char buf[20];//打开文件，准备存储close(fd[1]);fddata=open("result.txt",O_RDWR|O_CREAT,0666);while(1){read(fd[0],&re,sizeof(int));sprintf(buf,"%d\n",re);write(fddata,buf,strlen(buf));sched_yield();}}