一.为什么需要进程通信

1)数据传输

一个进程需要把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

一个进程向另外一个进程发送消息，通知它发生了某事件。

4)进程控制

控制运行、停止等。

二.IPC的由来

1)Unix进程通信

2)SystemV进程通信

3)POSIX(Portable Operating System Interface)进程通信

三.进程通信方式分类

1.管道通信(有名、无名管道)

含义：单向，先进先出的。

分类：无名(父子进程)、有名(任意进程)。

int pipe(int filedis[2]);

filedis[0]读管道；

filedis[1]写管道；

close() 关闭文件描述符。

2)//创建方式举例：

#include

#include

#include

#include

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]);

}

3)//父子进程之间通信举例

注意：必须fork()前调用pipe(),否则子进程无法继承文件描述符。

#include

#include

#include

#include

#include

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));

/*创建管道*/

if(pipe(pipe_fd)<0)

{

printf("pipe create error\n");

return -1;

}

/*创建子进程*/

if((pid=fork())==0) //子进程 OR 父进程？

{

printf("\n");

close(pipe_fd[1]);

sleep(2); /*为什么要睡眠*/

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 Hello!\n");

if(write(pipe_fd[1]," Pipe",5)!=-1)

printf("parent write2 Pipe!\n");

close(pipe_fd[1]);

sleep(3);

waitpid(pid,NULL,0); /*等待子进程结束*/

exit(0);

}

return 0;

}

//3)有名管道

int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode)

//读管道数据

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define FIFO "/tmp/myfifo"

main(int argc,char** argv)

{

char buf_r[100];

int fd;

int nread;

/* 创建管道 */

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));

/* 打开管道 */

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(); /*暂停，等待信号*/

unlink(FIFO); //删除文件

}

//写管道数据

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define FIFO_SERVER "/tmp/myfifo"

main(int argc,char** argv)

{

int fd;

char w_buf[100];

int nwrite;

/*打开管道*/

fd=open(FIFO_SERVER,O_WRONLY|O_NONBLOCK,0);

if(argc==1)

{

printf("Please send something\n");

exit(-1);

}

strcpy(w_buf,argv[1]);

/* 向管道写入数据 */

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);

}

2.信号通信(signal)

//2.1信号介绍

1)产生信号：用户按键，除数为0的异常等。

2)kill函数将信号发送给进程。

3)kill命令将信号发送给进程。

格式如下：kill -s SIGQUIT 进程ID

ctrl +z == SIGSTOP

//2.2信号处理

1)忽略新信号，但 SIGKILL和SIGSTOP不能被忽略。

2)执行用户希望的动作。

3)执行系统默认动作。

2.3发送信号常见函数

1)kill

给自己或者其他进程。

2)raise

只能给自己发信号。

3)alarm

产生SIGALRM信号。

如果不捕获此信号，则默认动作是终止该进程。

4)Pause

调用进程挂起直至捕获到一个信号。

2.4信号的处理方式

1)signal

需要的头文件#include

#include

#include

#include

void my_func(int sign_no)

{

if(sign_no==SIGINT)

printf("I have get SIGINT\n");

else if(sign_no==SIGQUIT)

printf("I have get SIGQUIT\n");

}

int main()

{

printf("Waiting for signal SIGINT or SIGQUIT \n ");

/*注册信号处理函数*/

signal(SIGINT, my_func);

signal(SIGQUIT, my_func);

pause();

exit(0);

}

[root@localhost pipe]# ./mysignal

Waiting for signal SIGINT or SIGQUIT

I have get SIGQUIT

3.共享内存

共享内存访问快，是被多个进程共享的一块物理内存。

一个进程向里写入数据，共享内存的其他进程都能收到数据。

3.2实现步骤

1)创建共享内存

int shmget(key_t key, …)

2)映射

int shmat(int shmid, char…)

3)解除映射

int shmdt(char* shmaddr)

3.3举例：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define PERM S_IRUSR|S_IWUSR

/* 共享内存 */

int main(int argc,char **argv)

{

int shmid;

char *p_addr,*c_addr;

if(argc!=2)

{

fprintf(stderr,"Usage:%s\n\a",argv[0]);

exit(1);

}

/* 创建共享内存 */

if((shmid=shmget(IPC_PRIVATE,1024,PERM))==-1)

{

fprintf(stderr,"Create Share Memory Error:%s\n\a",strerror(errno));

exit(1);

}

/* 创建子进程 */

if(fork()) // 父进程写

{

p_addr=shmat(shmid,0,0);

memset(p_addr,'\0',1024);

strncpy(p_addr,argv[1],1024);

wait(NULL); // 释放资源,不关心终止状态

exit(0);

}

else // 子进程读

{

sleep(1); // 暂停1秒

c_addr=shmat(shmid,0,0);

printf("Client get %s\n",c_addr);

exit(0);

}

}

4.消息队列

4.1本质

链表，

4.2常用消息队列

1)POSIX消息队列

2)系统V消息队列

随内核持续的，只有内核重启或者删除，该队列才会删除。

4.3常用接口

键值：每个消息队列都有一个键值。

key_t ftok(char* pathname, char proj)

1)创建&打开

msgget(key_t key, int msgflag)

//IPC_CREATE

//IPC_EXEC

//IPC_NOWAIT 不阻塞

2)发送消息

int msgsend(int msqid, struct msgbuf* msgp, int msgsz, int msgflg)

//向消息队列发送一条消息

struct msgbuf

{

long mtype; //消息类型

char mtext[1]; //消息数据的首地址

};

3)接收消息

int msgrcv(int msqid, struct msgbuf* msgp, int msgsz, long msgtype, int msgflg)

举例：`这里写代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); /*通过文件对应*/

if(msgid==-1)

{

printf("create error\n");

return -1;

}

//设置消息类型和数据(编号为pid)

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);

}

5.信号量

5.1主要用途

进程间的互斥和同步，保护临界资源。

5.2分类

1)二值信号量，最大值为1(最多允许一个访问)

2)计数信号量，信号灯的值可以取任意非负值。

5.3操作

1)打开和创建

int semget(key_t key, int nsems, int semflg)

2)操作

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops)

6.套接字(socket)

小结：

以上知识点目前没有在Linux项目中使用的较少，但必须要有知识储备，以备不时之需。