Linux进程通信

一、进程通信

（一）、Linux进程间通信有以下几个版本：
1、UNIX进程间通信
2、基于system进程间通信
3、基于POSIX进程间通信
（二）、进程间通信方式
1、管道（pipe）与有名管道（FIFO）
2、信号（singal）
3、消息队列
4、共享内存
5、信号量
6、套接字（sockfd）
（三）、管道
特点：
1、单向，先进先出，尾部写，头部读
2、读完变删除
3、当管道数据已满或管道内无数据时，进程会阻塞
无名管道：父子进程之间的通信
有名管道：任意两个进程之间的通信
4、无名管道创建方式：
int pipe(int fields[2]);
此函数创建两个文件描述符：fields[0]、fields[1]，第一个文件以只读方式打开，为读取端，将fields[0]的文件读入管道。第二个文件以只写方式打开，将管道内的文件写入fields[1];
注意点：

应该在fork之前先创建管道。如图释：

例子：

#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){ int pipe_fd[2]; if(pipe(pipe_fd)<0) {  printf("pipe create error\n");  return -1; } else  printf("pipe create success\n"); close(pipe_fd[0]); close(pipe_fd[1]);}

如果是父进程给子进程发消息：
父进程：
先close(fd[0])；把读关掉，先往里写
子进程：
先close(fd[1]);
5、有名管道创建方式
int mkfifo(const char * pathname,mode_t mode);
pathname：FIFO文件路径    mode：该文件的权限
（四）、共享内存（最快的方式）
头文件：#include <sys/shm.h>

创建共享内存两步骤：
1、创建共享内存：shmget    开辟内存
int shmget(key_t key,int size,int shmflg);
key：两个键值：0/IPC_PRIVATE
如果成功，返回共享内存标识符，如果失败，返回-1
2、映射共享内存：shmat    程序共享虚拟地址
char shmat(int shmid,char *chmaddr,int flag);
shmid:内存标识符    flag：置0


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

（五）、消息队列
头文件：#include <sys/msg.h>
可传送有格式的字节流
消息队列的创建
1、创建消息队列需要先申请键值
key_t ftok(char *pathname,char proj);
pathname：文件名    proj：随机取
成功返回键值
2、int msgget(int key_t,int msgflg);
key_t：键值    msgflag：IPC_CREATE
返回值：消息队列描述符
3、int msgsnd(int msqid,struct msgbuf *msgp,int msgsz,int msgflg);
msqid：消息队列描述符    
msgp：
struct msgbuf
{
    int type;    //不可变
    char buffer[1025];    //发的消息
};
msgsz：消息大小
msgflg：IPC_NOWAIT（不堵塞）
4、int msgrcv(int msqid,struct msgbuf *msggp,int msgsz,long msgty,int msgflg);
msqid：消息队列描述字
msgp：
struct msgbuf
{
    int type;    //不可变
    char buffer[1025];    //发的消息
};
msgsz：消息大小
msgty：第几个结构体
msgflg：IPC_NOWAIT
二、信号
（一）、信号处理方式：
1、忽略（其中SIGKILL和SIGSTOP不可忽略）
2、执行用户希望的动作
3、执行系统的默认动作
（二）、kill和raise
   #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。
（三）、alarm
#include <signal.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
参数为经过多少秒发出警告
（四）、singal
例子：不可强制退出
#include <stdio.h>
#include <signal.h>


void func(int signal)
{
    if(signal == SIGINT)
    {
        printf("ctrl + c!\n");
    }
}


int main()
{
    signal(SIGINT,func);


    while(1)
    {
        printf("hello wrold!\n");
        pause();
    }
}
三、多线程编程
（一）、多线程特点
1、共享数据段，线程之间彼此切换所需的时间短，通信方式简单，使CPU系统更加有效，改善程序结构
（二）、线程的进程的区别
（三）、相关API：
头文件：#include <pthread.h>
1、创建线程
pthread_t id;
pthread_create(&id,NULL,print_msg,NULL);
可以重复创建，重复调用，谁先创建谁先执行，创建线程的程序一结束，所有子线程结束
2、线程等待函数
作用：主线程等待子线程结束了主线程才可结束
pthread_join(id,NULL);
3、pthread_exit(NULL)
在子线程中将该线程结束
4、第四个参数的使用


（四）、线程同步
保证线程同步的三种方法
1、互斥量（互斥锁）    2、信号灯    3、多量变量
过程：
全局变量中，先定义一把锁：pthread_mutex_t mutex;
主线程中初始化互斥锁：pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
上锁：int pthread_mutex_lock(&mutex);
解锁：int pthread_mutex_unlock(&mutex);

例子：

#include <stdio.h>#include <pthread.h>int ticket = 10;pthread_mutex_t mutex;void sell_ticket(void * arg){    while(1)    {        pthread_mutex_lock(&mutex); if(ticket > 0) {     sleep(1); } else {     pthread_mutex_unlock(&mutex);     break; }  printf("Left tickets:%d\n",--ticket);  pthread_mutex_unlock(&mutex);    }}int main(){    pthread_t id1;    pthread_t id2;    pthread_t id3;       pthread_mutex_init(&mutex,NULL);    pthread_create(&id1,NULL,(void *)sell_ticket,NULL);    pthread_create(&id2,NULL,(void *)sell_ticket,NULL);    pthread_create(&id3,NULL,(void *)sell_ticket,NULL);    pthread_join(id1,NULL);    pthread_join(id2,NULL);    pthread_join(id3,NULL);    return 0;}