Linux: 进程间通信

进程：

目的：

1. 数据传输： 一个进程数据发送给另一个进程.
2. 资源的共享： 多个进程共享同样的资源.
3. 通知事件： 一个进程向另一个或一组进程发送消息.
4. 进程控制： 控制另一个进程.

现在Linux使用的进程间通信方式（IPC）: 

 1.  管道（pipe）,无名管道（FIFO）.

 2. 信号（signal）.

 3. 消息队列.

 4. 共享内存.

 5.  信号量.

 6.  套接字（socket）:网络套接字（TCP：流式套接字stream , UDP: 数据报套接字dgram）

 

一.管道通信（先进先出，单向）

1.  无名管道（只能在父子进程间使用）：

int pipe(intfiledis[2])

filedis[0]：读管道.

filedis[1]：写管道.

关闭管道：close(filedis[0]);

                   close(filedis[1]);

必须先pipe() 再  fork()

否则子进程无法继承文件描述符.

 

2.  有名管道（不相关的进程也能交换数据）:

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

int mkfifo(constchar *pathname, mode_t mode)

pathname：文件名.

mode：文件属性.

 

例子：

有名管道读写：

//read

#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 "/home/benson/test/ben1"

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 createfifoserver\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("nodata yet\n");
  }
  printf("read %s fromFIFO\n",buf_r);
  sleep(1);
 } 
 pause();
 unlink(FIFO); //删除文件
}

//write

#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_SERVER "/home/benson/test/ben1"

main(int argc,char** argv)
{
 int fd;
 char w_buf[100];
 int nwrite;
  
 
 fd =open(FIFO_SERVER,O_WRONLY|O_NONBLOCK,0);
 
 if( argc == 1)
 {
  printf("Please sendsomething\n");
  exit(-1);
 }
 
 strcpy(w_buf,argv[1]);
 
 
 if( (nwrite = write(fd,w_buf,100)) == -1)
 {
  if( errno == EAGAIN)
   printf("TheFIFO has not been read yet.Please try later\n");
 }
 else
  printf("write %s to theFIFO\n",w_buf);
}

 

二.信号通讯

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.

                       SIGKILL：该信号结束接受信号的进程.

                       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）或调试程序停止执行的信号.

信号处理：

1. 忽略信号. （SIGKILL 和 SIGSTOP 不能被忽略）
2. 执行用户希望的动作.
3. 执行系统默认的动作.（多数为终止该进程）

 

信号发送：#include<sys/types.h>

                  #include <signal.h>

int kill(pid_tpid, int signo)

int raise(intsigno)

kill：可以向自身或者是其他进程发送信号.

raise：只可以向自己发送信号.

kill的pid值的情况：

1. pid> 0 ：将信号发送给进程ID为pid的进程.
2. pid == 0：信号发送给同组的进程.
3. pid< 0 ：信号发送给|pid| （绝对值）的进程.
4. pid == -1：信号发送给所有的进程.

 

信号等待：#include<unistd.h>

unsignedint alarm(unsigned int seconds)

seconds：经过指定秒数后产生信号.

intpause（void）

只有执行了一个信号，函数pause是进程等待收到一个信号为止,挂起才结束.

 

信号处理：#include<signal.h>

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

====>>typedef void (*sighandler_t)(int)   (经过宏定义变成下面)

====》》sighandler_t  signal(int signum , sighandler_thandler)

1. func可能的值：SIG_IGN(忽略信号) ,SIG_DFL(按系统默认方式处理) , 自定义的函数名

 

三.共享内存：多个进程共享一部分的物理内存，共享内存是进程间数据共享的一种最快的方法.

 1. 创建内存：#include <sys/ipc.h>
                   #include<sty/shm.h>

int shmget(key_tkey, int size, int shmflg)

key：IPC_PRIVATE.

size：内存的大小.

shmflg：内存的属性.(文件属性)

返回值：返回共享内存的标识符,否则返回-1.

 

  2. 内存的映射：

int shmat(intshmid, char *shmaddr, int flag)

shmid：共享内存的标识符.

flag：以什么方式映射内存. 一般为0

shmaddr：一般为0（系统帮找一块）

解除映射：int shmdt(char *shmaddr) （shmaddr从shmat中来.）

 

四.消息队列：1.POSIX消息队列，2.系统V（5）消息队列（Linux特有）

 1. 获取键值：#include<sys/types.h>

                           #include<sys/ipc.h>

 key_t ftok(char *pathname,charproj)

功能：返回文件名对应的键值.

pathname：文件名.

proj：项目名.

 

 2. 打开消息队列：#include<sys/msg.h>

int msgget(key_tkey, int msgflag)

key：键值.(从ftok中获取)

msgflg：属性.

 IPC_CREAT：(创建新的消息队列)

 IPC_EXCL：（与IPC_CREAT一起使用，如果队列已经存在，则返回错误）

 IPC_NOWAIT：（读写消息队列要求无法满足，返回错误）

返回值：与键值相对应的消息队列描述符.

 

 3. 发送消息：#include<sys/msg.h>

int msgsnd(intmsqid, struct msgbuf *msgp, int msgsize, intmsgflg)

msgid：已经打开的消息队列,从msgget中获取.

msgp：存放消息的结构.

msgsize：消息的大小.

msgflg：属性,一般为IPC_NOWAIT

structmsgbuf

{

       long mtype;  //消息类型

       charmtext[1];   //消息数据的首地址

};

 

 4. 接收消息

int msgrcv(intmsgid, struct msgbuf * msgp, int msgsize, long msgtyp, intmsgflg)

msgtyp：可以为getpid()

其余同上~~

 

#include <sys/types.h>
#include <sys/msg.h>
#include <unistd.h>

struct msg_buf
    {
       int mtype;
       char data[255];
    };
 
int main()
{
       key_t key;
       int msgid;
       int ret;
       struct msg_buf msgbuf;
 
       key = ftok("/tmp/2",'a');
       printf("key =[%x]\n",key);
       msgid =msgget(key,IPC_CREAT|0666);   

       if(msgid==-1)
       {
               printf("create error\n");
               return -1;
       }
 
       msgbuf.mtype = getpid();
       strcpy(msgbuf.data,"test haha");
       ret =msgsnd(msgid,&msgbuf,sizeof(msgbuf.data),IPC_NOWAIT);
       if(ret == -1)
       {
               printf("send message err\n");
               return -1;
       }
 
       memset(&msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
       ret =msgrcv(msgid,&msgbuf,sizeof(msgbuf.data),getpid(),IPC_NOWAIT);
       if(ret == -1)
       {
               printf("recv message err\n");
               return -1;
       }
       printf("recv msg =[%s]\n",msgbuf.data);
 
}