linux process commuinte pipe signal sem shm
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有关进程间通信的讲解
IPC技术：进程通信，有以下几种种：
管道：1 有名管道 2 无名管道 3 System V IPC （信号量） 4 套接字 5 消息队列
首先管道是用于两个不同进程之间的数据传递，即实现进程之间的通信，其思想就是共享某个存储区.
问题一有关管道的详解：
管道是半双工通信
int pipe(int fd[2]);
fd[2]:用于返回文件描述符的数组
返回值：成功返回0，失败返回-1
注意： 都在内存中 如：
int main()
{
int fd[2]={0};
if(pipe(fd)==-1)
{
return -1;
}
char buffer[256]={0};
write(fd[1],"hello",5);
sleep(1);
read(fd[0],buffer,255);
printf("buffer=");
return 0;
}
结果为： hello
测试管道的大小：
原理是：当管道里面写满的时候就会阻塞
int main()
{
int fd[2]={0};
if(pipe(fd)==-1)
{
str
sleep
return -1;
}
while(1)
{
write(fd[1],'1',1);
printf("i=%d\n",i++);
}
}结果是输出 i=65535
即是： 变化了16位，2的16次方，即64k， 每一页有4k 。
其大小可以在include/linux/limits/中的BUF_SIZE 就是管道的大小
两个进程的通信例子：
在子进程中写入hello在父进程中读出来
int main()
{
int fd[2]={0};
if(pipe(fd)==-1)
{
return -1;
}
pid_t pid=fork();
assert(pid!=-1);
if(0==pid)
{
sleep(1);
write(fd[1],"hello",5);
close(fd[0]);
close(fd[1]);
}
else
{
char buffer[256]={0};
read(fd[0],buffer,255);
printf("buffer=%s",buffer);
close(fd[0]);
close(fd[1]);
}
return 0;
}问题一注意：
两个进程之间通信的时候，对于父进程到子进程的管道，父进程应该关闭读端（fd[0],反之则相反）
1.当读一个写端已经被关闭的时候，在所有数据都读完后read返回0，指示到文件的结束
2.当写一个读端已经被关闭的时候，则产生SIGPIPE信号，如果忽略该信号或者捕获该信号并从其处理程序返回，则write返回出错，errno设置为EPIPE
int main()
{
int fd[2];
pipe(fd);
pid_t pid =fork();
assert(pid!=-1);
if(pid==0)
{
char buffer[256]={0};
char *p=buffer;
close(fd[1]);
while(read(fd[0],buffer,255)>0)
{
while(*p!='\0')
{
if(*p>='a' && *p<='z')
{
*p-=32;
}
++p;
}
puts(buffer);
memset(buffer,0,256);
}
}
else
{
close(fd[0]);
int i=10;
while(i--)
{
write(fd[1],"hell0",5);
}
close(fd[1]);
}
exit(0);
}结果：
mkfifow.c
int main()
{
if(access("./fifo",F_OK)!=0)
{
int res=mkfifo("./fifo",0666);
assert(res!=-1);
}
puts("mkfifo success...");
int fdw=open("./fifo",O_WRONLY);
assert(fdw!=-1);
puts("w open success...");
close(fdw);
}
mkfifor.c
int main()
{
if(access("./fifo",F_OK)!=0)
{
int res=mkfifo("./fifo",0666);
assert(res!=-1);
}
puts("mkfifo success...");
int fdw=open("./fifo",O_RDONLY);
assert(fdw!=-1);
puts("r open success...");
close(fdw);
}access("./fifo",F_OK)//用于判断在当前目录中是否已经存在一个名字为fifo的文件，若有的话则返回0， mkfifo("./fifo",0666);//
第一个参数：表示文件名和路径
第二个参数表示：文件的权限
若当该函数执行的时候，已经存在一个"./fifo"文件了，则会失败返回 -1；
和操作无名管道一样，只不过是在操作无名管道的时候我们不在显示的调用Open函数打开管道文件了。
切记：操作无名管道阻塞的位置是open而不是，read 或write位置处处。
在操作有名管道的时候： 如果以某种方式打开有名管道，则系统阻塞该进程，直到有另一个进程以另 一种方式打开管道后才会继续执行（注意：非阻塞标志O_NONBLOCK）都是在open处阻塞.
所以一个进程可以以可读可写的方式打开管道，则该进程不会阻塞
临界资源：同一时刻，只允许一个进程访问的资源
临界区：访问临界资源的那段代码就是临区
原子操作：是指要么不做要么全做
实现进程进程之间的通信和控制
一：获取或是创建信号量
int semget(key_t key,int num_sem,int sem_flags);
第三个参数是：权限
sem_flags 取值： 0666|IPC_CREAT
一般IPC_CREAT与IPC_EXCL连起来运用 作用是确保此信号量是新建的
返回值：如果成功则返回信号量标示符（注意：是一个大于0的） 失败则返回-1
二：用于改变信号量的值
int semop(int sem_id,struct sembuf* sem_ops,size_t num_sem_ops)
第一个参数是：信号量标示符 第二个参数是：指向下面结构体 第三个参数是: 信号量个数
struct sembuf {
short sem_num;
short sem_op;//当P或V时 //取值不一样的 P 则 //sem_op=-1; V 则
//sem_op=1;
short sem_flg;//一般取值
//是 sem_flg=SEM_UNDO
};一般取值是 sem_flg=SEM_UNDO,含义是：
使得操作系统可以跟踪当前进程信号量的修改
三：用于控制信号量的
int semctl(int sem_id,int sem_num,int command,...)
第一个参数是：信号量标示符 第二个参数是：信号量标号（从0开始） 第三个参数是：将要采取的动作 有删除 IPC_RMID SETVAL 是把一个信号量设置为一个已知的值，是通过下面联合体中的val成员（一般是第一次使用时 即临界资源状态设置）
union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; };
有关信号量的初始化：
注意下面是模拟 P V操作
#include<sys/sem.h>
int sem_init()
{
int semid=semget((key_t)12,1,0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL);
if(semid==-1)
{
semid=semget((key_t)12,1,0666);
if(-1==semid)
{
perror("faill...");
return 0;
}
}
else
{
union semun em;
em.val=1;
if(semctl(semid,0,SETVAL,em)==-1)
{
return 0;
}
}
return 1;
}
int sem_p()
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num=0;
buf.sem_op=-1;
buf.sem_flg=SEM_UNDO;
if(semop(semid,buf,1)==-1)
{
return 0;
}
return 1;
}
int sem_V()
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num=0;
buf.sem_op=1;
buf.sem_flg=SEM_UNDO;
if(semop(semid,buf,1)==-1)
{
return 0;
}
return 1;
}
int sem_destroy()
{
if(sem_ctl(semid,0,IPC_RMID)==-1)
{
return 0;
}
return 1;
}共享类存：是允许两个不相关的进程共享一个逻辑内存
#include<sys/shm.h>
一：用于建立共享内存
int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);
第一个参数是：共享内存标示符
第二个参数是：共享内存大小
第三个参数是: 权限
//IPC_CREAT
二：用于链接共享内存
void* shmat(int shm_id,const void *shmaddr,int shmflg);
第一个参数是：共享内存标示符
第二个参数是：指定内存连接到当前的地址内存位置 一般给NULL表示让系统来选择共享内存出现的位置
第三个参数是: 权限 一般0
返回值：成功则返回共享内存的首地址
失败则返回-1
三：用于断开共享内存
int shmdt(const void *shmaddr);
第一个参数是：共享内存首地址
返回值：
成功则返回0
失败则返回-1
三：用于删除共享内存
int shmctl(int shm_id,int command,stuct chmid_ds *buf)
第一个参数是：共享内存标示符
第二个参数是：IPC_RMID
第三个参数是: NULL
int main()
{
int shmid=shmget((key_t)1234,256,0600|IPC_CREAT);
system("ipcs");
char*s=shmat(shmid,NULL,0);
system("ipcs");
shmdt(s);
system("ipcs");
shmctl(shmid,IPC_RMID，NULL);
system("ipcs");
}消息队列提供了两个不相关进程之间的消息传递 是通过一个进程向一个存储队列中写东西 然后另一个进程就读数据
消息队列的最大长度是由一个宏 MSGMAX决定的
该消息队列是独立于其进程的，即使进程都结束了 若没有进行删除操作就 仍然存在
注意：
这个与共享类存相似，内核为每个消息队列都设置了一个shmid_ds 结构体 用来管理消息队列
一：获取 或是 创建消息队列
struct mss
{
long int type;//类型
char buff[64];
}; #include<sys/msg.h>
int msgget(key_t key ,int msgflg);
第一个参数： 用来标示消息队列的关键字
第二个参数: 标志位 如IPC_CREAT
返回值：成功返回一个标识符（非负值）失败返回-1
二：发送一个消息
int msgsnd(int msgid ,void *msgp,size_t msgsize,int msgflg );
第一个参数： 由msgget返回的消息队列标示符
第二个参数： 指向要发送消息的缓冲区的指针
第三个参数: 表示消息长度（不包括长整形的大小）
第四个参数: 标志位 一般设置为0 表示当写满了就阻塞
返回值：成功返回0 失败返回-1
三：接收一个消息
int msgrcv(int msgid ,void *msgp,size_t msgsize,long msgtype ,int msgflg );
第一个参数： 由msgget返回的消息队列标示符
第二个参数： 指向要接收消息的缓冲区的指针
第三个参数: 表示消息长度（不包括长整形的大小）
第四个参数:接收消息的类型 注意：当为0的时候便可以接收任何类型的
第五个参数: 标志位 一般设置为0 表示当写满了就阻塞
返回值：成功返回0 失败返回-1
四：删除一个消息队列
int msgctl(int msgid,int cmd,struct msgid_ds *buf)
第一个参数： 由msgget返回的消息队列标示符
第二个参数： 采取的动作 IPC_RMID(删除)IPC_STAT(将内核的拷到buf)IPC_SET(将buf的拷到内核 权限足够)
第三个参数:缓冲区 一般为0
注意：消息队列的长度是65536
消息队列的结构体
struct msgqid_ds
{
msgqnum_t msg_qnum;
msglen_t msg_qbytes;//队列的大小
pid_t msg_lspid;
};
有关信号，管道，信号量，共享内存，消息队列的总结
1：首先信号与信号量的区别：信号是用来进程间的通信（kill发送信号 signal接收信号）
而信号量是用与控制临界资源的访问
2：有关管道与共享内存以及消息队列的区别与联系
首先管道（是一种半双工通信）分为有名与无名管道，无名管道只可以用于有亲缘关系的进程通信（通常只有 一个读进程以及一个写进程）但是有名管道却可以有多个（可以用于两个无关的进程之间的通信），会产生一个fifo文件， 管道的实现原理：通过两个指针来控制一个缓冲区（是一个大小固定的4k）（还用到了信号和加锁机制）
3：消息队列与有名管道的却别：
4：共享内存方式是进程之间通信的最快方式，而消息队列以及管道都需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝
终结：
共享内存（是通过mmap（）映射普通文件实现的）以及消息队列（其共享的区域的生存期不与通信进程结束相关）除非
显示的删除，否则是同内核持续的，而无名管道却不是这样的，但是有名管道却是持久的
从其效率看：共享内存最快，管道是所有的unix都支持的而消息队列 有些unix还不支持
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