##linux-process-communication
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进程通信: 在用户空间实现进程通信是不可能的, 通过Linux内核通信.
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线程间通信: 可以在用户空间就可以实现, 可以通过全局变量通信.
(gcc -o build pthread.c -pthread) -
几种通信方式:
管道通信: 无名管道, 有名管道(文件系统中有名).
信号通信: 包括信号的发送\信号的接收和信号的处理.
IPC通信(Inter-Process Communication): 共享内存\消息队列和信号灯.
( 以上是单机模式下的进程通信, 只有一个Linux内核 )
Socket通信: 存在于一个网络中两个进程之间的通信, 两个Linux内核.
进程通信思路, 每一种通信方式都是基于文件IO的**.
创建父进程与子进程, 并在内核空间创建一个管道, 子进程先读管道内容, 没有内容有读阻塞;
当父进程在管道内写完内容后, 子进程从睡眠转而运行;
[ 缺点：不能实现非父子进程的通信, 因为父子进程共享内核空间的管道. ]
fd[1] 入队 write -> fd[0] 出队 read , 对应到用户空间就是文件描述符.
管道中的东西, 读完就删除了, 如果管道中没有东西可读, 则会读阻塞; 管道写满后, 写阻塞.
1. 先创建无名管道 (为了使父子进程继承)
2. 创建一个子进程
3. 子进程读取管道内容 (读阻塞)
4. 父进程写入管道
有名就是文件系统中存在这个文件节点, 有inode号, 文件类型为p管道类型.
mkfifo用来创建管道文件节点, 没有在内核中创建管道, 只有通过open函数打开这个文件时才会在内核空间创建管道.
open函数只能创建普通文件
( 管道：mkfifo, 套接字：socket, 字符设备文件：mknod, 链接文件：ln -s, 目录文件：mkdir )
管道文件只有inode号, 不占磁盘块空间, 和套结字\字符设备文件一样;
普通文件和符号链接文件及目录文件, 不仅有inode号, 还占磁盘空间.
# 非亲缘关系文件间进程通信
gcc -o build mkfifo.c
./build
gcc -o first first_mkfifo.c
gcc -o second second_mkfifi.c
./first # 第一个终端
./second # 第二个终端
kill -l 查看系统中的信号; SIGUSER1, SIGUSER2 用于自定义信号处理函数，其余都是系统定义好的处理.
gcc -o build while.c
./build
gcc -o mykill mykill.c
./mykill 9 pid
信号的发送(发送信号进程): kill() , raise() , alarm()
`int kill(pid_t pid, int sig)`
send a signal to a process or a group of processes
可以向任意进程发送不同信号
`int raise(int sig)`
send a signal to the caller
只能向当前进程发送不同信号
`unsigned alarm(unsigned seconds)`
schedule an alarm signal
发送闹钟信号
信号的接收(接收信号进程): pause() , sleep() , while(1)
`int pause(void)`
suspend the thread until a signal is received
暂停一个线程直到接收到一个信号
`unsigned int sleep(unsigned int seconds)`
sleep for the specified number of seconds
睡眠指定数量的秒数
信号的处理(接收信号进程): signal()
`void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int)`
signal management
信号管理
第一个参数: 处理哪个信号;
第二个参数: 采用什么方式处理(忽略:SIG_IGN, 默认的:SIG_DFL, 自定义的)
| 文件I/O | IPC |
|---|---|
| open | msgget shmget semget |
| read write |
msgsnd msgrecv shmat shmdt semop |
| close | msgctrl shmctrl semctrl |
shmget: 创建一个共享内存, 通过 IPC_PRIVATE宏 创建的共享内存(用于有亲缘关系的进程间通信), key始终为0x00000000. (shmget.c)
`ipcs -q` 查看消息队列
`ipcs -m` 查看共享内存段
`ipcs -s` 查看信号量数组
`ipcrm -m ID` 按ID号移除共享内存段
ftok: 创建key值, 作为 shmget 的第一个参数使用, 此时 shmget 第三个参数必须是IPC_CREAT, 此时创建的共享内存是非亲缘关系的; ftok 的参数不变时, 不会创建多个key. (shmget_ftok.c)
shmat: 将共享内存映射到用户空间的地址上, 便于高效读写, 第二个参数NULL表示由系统随机分配, 第三个参数0允许读写. (shmget_shmat.c)
共享内存创建之后, 一直存在于内核中, 直到被删除或系统关系.
共享内存和管道不一样, 读取后, 内容仍在其共享内存中.
shmdt: 删除共享内存在用户空间地址的映射.
shmctl: 删除共享内存对象. (shmget_shmat_shmctl.c)
( int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf) )
cmd:
IPC_STAT(获取对象属性,实现了ipcs -m)
IPC_SET(设置对象属性)
IPC_RMID(删除对象,实现了ipcrm -m)
buf:
指定IPC_STAT, IPC_SET 时用以保存/设置属性
( 父子进程间通信: shm_communication.c ) ( 单向: 一个共享内存, 双向: 两个共享内存 )
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| (parent process) | | (child process) |
| 3.用户空间 | 2.fork | 4.用户空间 |
| (1)signal | ------> | (1)signal |
| (2)shmat | | (2)shmat |
| (3)write | | (3)pause |
| (4)kill | | (4)kill |
| (5)pause | | |
------------------ -----------------
/|\ ------------ /|\
|_______| 共享内存 | ______|
| 1.shmget |
------------
( 无亲缘关系进程间通信: shm_server.c , shm_client.c )
--------------------- ---------------------
| (server process) | | (chient process) |
| 3.用户空间 | | 4.用户空间 |
| (1)signal | | (1)signal |
| (2)shmat | | (2)shmat |
| (3)p->pid=getpid() | | (3)pid=p->pid |
| (4)pause | | (4)p->pid=getpid() |
| (5)pid=p->pid | | (5)kill |
| | | |
| (6)write | | (6)pause |
| (7)kill | | (7)kill |
| (8)pause | | |
--------------------- ---------------------
| /|\ ------------ | /|\
| --------- | 共享内存 | <---- |
-(p->pid)-> | 1.shmget | ---pid--
------------
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