1、管道(pipe)和有名管道(FIFO)
2、信号(signal)
3、消息队列
4、共享内存
5、信号量
6、套接字(socket)
一、管道通信
管道是单向的、先进先出的,它把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程(写进程)在管道的尾部写入数据,另一个进程(读进程)从管道的头部读出数据。
数据被一个进程读出后,将被从管道中删除,其它读进程将不能再读到这些数据。管道提供了简单的流控制机制,进程试图读空管道时,进程将阻塞。同样,管道已经满时,进程再试图向管道写入数据,进程将阻塞。
管道包括无名管道和有名管道两种,前者用于父进程和子进程间的通信,后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。
无名管道由pipe()函数创建:int pipe(int filedis[2]);
当一个管道建立时,它会创建两个文件描述符:filedis[0] 用于读管道, filedis[1] 用于写管道。
关闭管道只需将这两个文件描述符关闭即可,可以使用普通的close函数逐个关闭。
管道用于不同进程间通信。通常先创建一个管道,再通过fork函数创建一个子进程,该子进程会继承父进程所创建的管道。
注意：必须在系统调用fork( )前调用pipe( ),否则子进程将不会继承文件描述符。
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
int main(int argc,char **argv)
{
int filedis[2];
pid_t pid;
char buf[100];
int bytes_read;
if(pipe(filedis)<0)
{
printf("create pipe failed!");
exit(1);
}
if((pid=fork())==0)
{
printf("
");
close(filedis[1]);
sleep(2);
if((bytes_read=read(filedis[0],buf,100))>0)
{
printf("%d number read from the pipe is %s
",bytes_read,buf);
}
close(filedis[0]);
exit(0);
}
else if(pid>0)
{
printf("
");
close(filedis[0]);
if(write(filedis[1],"hello",5)>0)
printf("parent hello
");
if(write(filedis[1],"pipe",5)>0)
printf("parent pipe
");
close(filedis[1]);
sleep(3);
waitpid(pid,NULL,0);
exit(0);
}
exit(0);
}命名管道和无名管道基本相同,但也有不同点:无名管道只能由父子进程使用;但是通过命名管道,不相关的进程也能交换数据。
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char * pathname, mode_t mode)
pathname:FIFO文件名
mode:属性
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。
当打开FIFO时,非阻塞标志(O_NONBLOCK)将对以后的读写产生如下影响:
1、没有使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时进程将阻塞。如试图读取空的FIFO,将导致进程阻塞。
2、使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时不阻塞,立刻出错返回,errno是ENXIO。
二、信号通信
下面是几种常见的信号:
SIGHUP: 从终端上发出的结束信号
SIGINT: 来自键盘的中断信号(Ctrl-C)
SIGKILL:该信号结束接收信号的进程
SIGTERM:kill 命令发出的信号
SIGCHLD:标识子进程停止或结束的信号
SIGSTOP:来自键盘(Ctrl-Z)或调试程序的停止执行信号。
信号处理：
当某信号出现时,将按照下列三种方式中的一种进行处理:
1、忽略此信号
大多数信号都按照这种方式进行处理,但有两种信号却决不能被忽略。它们是:SIGKILL和SIGSTOP。这两种信号不能被忽略的原因是:它们向超级用户提供了一种终止或停止进程的方法。
2、执行用户希望的动作
通知内核在某种信号发生时,调用一个用户函数。在用户函数中,执行用户希望的处理。
3、执行系统默认动作
对大多数信号的系统默认动作是终止该进程。
信号发送：
发送信号的主要函数有 kill和raise。
区别:
Kill既可以向自身发送信号,也可以向其他进程发送信号。与kill函数不同的是,raise函数是向进程自身发送信号。
#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。
Alarm
使用alarm函数可以设置一个时间值(闹钟时间),当所设置的时间到了时,产生SIGALRM信号。如果不捕捉此信号,则默认动作是终止该进程。
#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
Seconds:经过了指定的seconds秒后会产生信号SIGALRM。
每个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时,以前已为该进程设置过闹钟时间,而且它还没有超时,以前登记的闹钟时间则被新值代换。
如果有以前登记的尚未超过的闹钟时间,而这次seconds值是0,则表示取消以前的闹钟。
Pause
pause函数使调用进程挂起直至捕捉到一个信号。
#include <unistd.h>
int pause(void)
只有执行了一个信号处理函数后,挂起才结束。
信号的处理
当系统捕捉到某个信号时,可以忽略该信号或是使用指定的处理函数来处理该信号,或者使用系统默认的方式。
信号处理的主要方法有两种,一种是使用简单的signal函数,另一种是使用信号集函数组。
signal
#include <signal.h>
void (*signal (int signo, void (*func)(int)))(int)
Func可能的值是:
1、SIG_IGN:忽略此信号
2、SIG_DFL: 按系统默认方式处理
3、信号处理函数名:使用该函数处理
三、共享内存
共享内存是被多个进程共享的一部分物理内存。共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法,一个进程向共享内存区域写入了数据,共享这个内存区域的所有进程就可以立刻看到其中的内容。
共享内存实现分为两个步骤:
一、创建共享内存,使用shmget函数。
二、映射共享内存,将这段创建的共享内存映射到具体的进程空间去,使用shmat函数。
创建
int shmget ( key_t key, int size, int shmflg )
key标识共享内存的键值: 0/IPC_PRIVATE。 当key的取值为IPC_PRIVATE,则函数shmget()将创建一块新的共享内存;如果key的取值为0,而参数shmflg中又设置IPC_PRIVATE这个标志,则同样会创建一块新的共享内存。
返回值:如果成功,返回共享内存标识符;如果失败,返回-1。
映射
int shmat ( int shmid, char *shmaddr, int flag)
参数:
shmid:shmget函数返回的共享存储标识符
shmaddr：通常设为0，由系统确定内存地址
flag:决定以什么方式来确定映射的地址(通常为0)
返回值:
如果成功,则返回共享内存映射到进程中的地址;如果失败,则返回- 1。
当一个进程不再需要共享内存时,需要把它从进程地址空间中脱离。
int shmdt ( char *shmaddr )
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFSZ 2048
int main()
{
int shmid;
char *shmadd;
if((shmid=shmget(IPC_PRIVATE,BUFSZ,0666))<0)
{
perror("shmget");
exit(1);
}
else
printf("created shared-memory: %d
",shmid);
system("ipcs -m");
if((shmadd=shmat(shmid,0,0))<(char *)0){
perror("shmat");
exit(1);
}
else
printf("attached shared-memory
");
system("ipcs -m");
if((shmdt(shmadd))<0){
perror("shmdt");
exit(1);
}
else
printf("deleted shared-memory
");
system("ipcs -m");
exit(0);
}