进程间通信的几种方式
进程间通信的方式主要有:管道,共享内存,信号量,消息队列。
详细参考https://blog.csdn.net/skyroben/article/details/71513385
1.进程间通信
每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到,所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程A把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程B再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信。12
不同进程间的通信本质:进程之间可以看到一份公共资源;而提供这份资源的形式或者提供者不同,造成了通信方式不同,而 pipe就是提供这份公共资源的形式的一种。
2.匿名管道
2.1管道的创建
管道是由调用pipe函数来创建12
#include <unistd.h>int pipe (int fd[2]); //返回:成功返回0,出错返回-1 123
fd参数返回两个文件描述符,fd[0]指向管道的读端,fd[1]指向管道的写端。fd[1]的输出是fd[0]的输入。12
2.2管道如何实现进程间的通信
(1)父进程创建管道,得到两个⽂件描述符指向管道的两端
(2)父进程fork出子进程,⼦进程也有两个⽂件描述符指向同⼀管道。
(3)父进程关闭fd[0],子进程关闭fd[1],即⽗进程关闭管道读端,⼦进程关闭管道写端(因为管道只支持单向通信)。⽗进程可以往管道⾥写,⼦进程可以从管道⾥读,管道是⽤环形队列实现的,数据从写端流⼊从读端流出,这样就实现了进程间通信。
2.3如和用代码实现管道通信
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int fd[2];
int ret = pipe(fd);
if (ret == -1)
{
perror(”pipe error\n”);
return 1;
}
pid_t id = fork();
if (id == 0)
{//child
int i = 0;
close(fd[0]);
char *child = “I am child!”;
while (i<5)
{
write(fd[1], child, strlen(child) + 1);
sleep(2);
i++;
}
}
else if (id>0)
{//father
close(fd[1]);
char msg[100];
int j = 0;
while (j<5)
{
memset(msg,’\0’,sizeof(msg));
ssize_t s = read(fd[0], msg, sizeof(msg));
if (s>0)
{
msg[s - 1] = ’\0’;
}
printf(”%s\n”, msg);
j++;
}
}
else
{//error
perror(”fork error\n”);
return 2;
}
return 0;
}
1
运行结果:
每隔2秒打印一次I am child! 并且打印了五次。1212
2.4管道读取数据的四种的情况
(1)读端不读,写端一直写
(2)写端不写,但是读端一直读
(3)读端一直读,且fd[0]保持打开,而写端写了一部分数据不写了,并且关闭fd[1]。
如果一个管道读端一直在读数据,而管道写端的引⽤计数⼤于0决定管道是否会堵塞,引用计数大于0,只读不写会导致管道堵塞。
(4)读端读了一部分数据,不读了且关闭fd[0],写端一直在写且f[1]还保持打开状态。
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int fd[2];
int ret = pipe(fd);
if (ret == -1)
{
perror(”pipe error\n”);
return 1;
}
pid_t id = fork();
if (id == 0)
{//child
int i = 0;
close(fd[0]);
char *child = “I am child!”;
while (i<10)
{
write(fd[1], child, strlen(child) + 1);
sleep(2);
i++;
}
}
else if (id>0)
{//father
close(fd[1]);
char msg[100];
int status = 0;
int j = 0;
while (j<5)
{
memset(msg, ’\0’, sizeof(msg));
ssize_t s = read(fd[0], msg, sizeof(msg));
if (s>0)
{
msg[s - 1] = ’\0’;
}
printf(”%s %d\n”, msg, j);
j++;
}
//写方还在继续,而读方已经关闭它的读端
close(fd[0]);
pid_t ret = waitpid(id, &status, 0);
printf(”exitsingle(%d),exit(%d)\n”, status & 0xff, (status >> 8) & 0xff);
//低八位存放该子进程退出时是否收到信号
//此低八位子进程正常退出时,退出码是多少
}
else
{//error
perror(”fork error\n”);
return 2;
}
return 0;
}
1
运行结果:
使用kill -l 查看13号信号,可以知道13号信号代表SIGPIPE。
总结:
如果一个管道的写端一直在写,而读端的引⽤计数是否⼤于0决定管道是否会堵塞,引用计数大于0,只写不读再次调用write会导致管道堵塞;
如果一个管道的读端一直在读,而写端的引⽤计数是否⼤于0决定管道是否会堵塞,引用计数大于0,只读不写再次调用read会导致管道堵塞;
而当他们的引用计数等于0时,只写不读会导致写端的进程收到一个SIGPIPE信号,导致进程终止,只写不读会导致read返回0,就像读到⽂件末尾⼀样。
2.5管道特点
1.管道只允许具有血缘关系的进程间通信,如父子进程间的通信。2.管道只允许单向通信。3.管道内部保证同步机制,从而保证访问数据的一致性。4.面向字节流5.管道随进程,进程在管道在,进程消失管道对应的端口也关闭,两个进程都消失管道也消失。1234567891012345678910
2.6管道容量大小
测试管道容量大小只需要将写端一直写,读端不读且不关闭fd[0],即可。
测试代码:
#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <errno.h>int main() { int fd[2]; int ret = pipe(fd); if (ret == -1){perror("pipe error\n"); return 1;}pid_t id = fork(); if (id == 0){//childint i = 0;close(fd[0]); char *child = "I am child!"; while (i++){write(fd[1], child, strlen(child) + 1); printf("pipe capacity: %d\n", i*(strlen(child) + 1));}close(fd[1]);} else if (id>0){//fatherclose(fd[1]);waitpid(id, NULL, 0);} else{//errorperror("fork error\n"); return 2;} return 0; }1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738
可以看到写到65520之后管道堵塞了,而65520即为64K大小即为管道的容量。
转载于:https://blog.51cto.com/jack88/2141792
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