進程通信又稱IPC

IPC方法

方法：管道(最簡單)

信號(開銷最小)

共享映射區/共享內存(無血緣關系)

本地套接字(最穩定)

Linux文件類型： -?? 文件

d? 目錄

l?? 符號鏈接

s?? 套接字??????? 偽文件

b??? 塊設備? ? ?? 偽文件

c字符設備?????? 偽文件

p管道?????????????? 偽文件

管道

其本質是：

1、偽文件，實質為內核緩沖區

2、由兩個文件描述符表示，一個表示讀端，一個表示寫端

3、數據從讀端流入，從寫端流出

管道原理：內核使用環形隊列機制，借助內和緩沖區實現

管道局限性：1、數據自己讀不能自己寫

2、數據一旦被讀走，便在管道中不存在，不可反復讀取

3、由于管道采用半雙工通信方式，數據只能在一個方向上流動

4、只有公共祖先的進程間才能使用管道

匿名管道

適用于：只有公共祖先的進程

pipe函數

作用：創建管道

頭文件

函數模型

#include int pipe(int pipefd[2])

pipefd[2]:傳出參數

讀端、寫端由自己決定

返回值：0 成功

非0 錯誤代碼

管道讀寫規則：

讀管道：當管道中有數據，read返回實際讀到的字節數

當管道中沒有數據，若寫端全關閉，read函數返回0

若任有寫端打開，阻塞等待

寫管道：當讀端全關閉時，進程異常終止(SIGPIPE信號)

有讀端打開，若管道未滿，寫數據，返回寫入字節數

若管道已滿，阻塞(少見)

獲取管道緩沖區大小：命令 ulimit -a

fpathconf函數

作用：獲取管道緩沖區大小

頭文件

#include 函數原型

long int fpathconf(int fd,int parameter)

paramter:__PC_PIPE_BUF

#define _GNU_SOURCE

#include #include int pipe2(int pipefd[2], int flags)

優點：實現手段簡單

缺點：單向通信，只有血緣關系進程間使用

有名管道

命名管道是一種特殊類型的文件。

命名管道和匿名管道區別：

管道應用的一個限制就是只能在具有親緣關系的進程間通信，命名管道可以再不相關的進程間交換數據。

mkfifo函數

作用：創建一個FIFO文件

頭文件

#include 函數原型

int mkfifo(const char *filename, mode_t mode)

mode:權限

返回值：成功 0

-1 失敗

可多讀端，多寫端

共享內存

命名映射區

mmap函數

作用：

頭文件：

#include 函數原型

void* mmap(void *addr, int length , int port , int flag, int fd, off_t offset)

參數：

addr：建立的映射區的首地址，由Linux內核指定,直接傳NULL

length：創建映射區的大小

port：映射區的權限

PORT_READ

PROT_WRITE

PROT_READ| PROT_WRITE

flags:標志為參數(常用于設定更新物理區域，設置共享，創建匿名映射區)

MAP_SHARED：會將內存所做的修改反映到硬盤

MAP_PRIVATE

fd:文件描述符

offset：映射文件的便宜為4K倍數

返回值：成功 返回映射區首地址

失敗 MAP_FAILD 宏

munmap函數

頭文件

#include 函數原型

int munmap(void* addr, size_t length)

使用注意事項：

1、創建映射區過程中，隱含一次對文件的讀操作

2、當MAP_SHARED，要求映射區的權限<= 文件打開權限。而MAP_PRIVATE則無所謂，因為mmap中的權限是對內存的限制

3、映射區的釋放與文件關閉無關，只要映射建立成功，文件可以立即關閉。

4、當映射文件大小為0時，不能創建映射區。

5、munmap傳入的地址一定是mmap的返回地址。堅決抵制自增操作

6、文件偏移量必須是4096的倍數

7、mmap創建映射區出錯率非常高，一定要檢查返回值，確保映射區建立成功后在操作

匿名映射區

映射區的缺陷是，每次都創建映射區時一定要依賴一個文件才能實現，通常要open，unlink，close等比較麻煩，因此可以利用匿名映射來代替。

int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS,-1,0)

mmap無血緣關系進程間通信

信號

基本的屬性

1、簡單

2、不能攜帶大量信息

3、滿足某個特定條件才發送

與信號相關的事件和狀態

產生信號：

按鍵產生

系統調用?? kill??? raise?? abort

軟件條件??? 定時器? alarm

命令條件?? kill命令

遞答：遞送且到達

未決：產生和遞答之間狀態

信號處理方式：

1、執行默認動作

2、忽略(丟棄)

3、捕捉(由用戶處理函數)

信號4要素

1、編號????? 2、名稱????? 3、時間??????? 4、默認處理動作

查看man 7 signal可以查看幫助

產生信號函數

kill函數/命令

kill命令：kill -SIGKILL pid

頭文件

#include #include 函數原型

int kill(pid_t pid, int sig)

參數：

pid:>0 發送信號給指定進程

=0 發送信號給 調用kill函數進程屬于同一進程組的所有進程

<0 取pid的絕對值發給對應進程

=-1 發給進程 有權限發送的系統中所有進程

raise函數

作用：給當前進程發送信號

頭文件

#include #include 函數模型

int raise(int sig)

abort函數

作用：給當前進程發送 異常終止信號 SIGABRT

頭文件

#include #include

函數原型

int abort(void)

軟件條件產生信號

alarm函數

每個進程有且只有唯一一個定時器

頭文件：

#include 函數原型

unsigned int alarm(unsigned int seconds)

返回值：

返回0或剩余的秒數，通常alarm(0)返回鬧鐘剩余秒數,無失敗,支持秒級，與進程狀態無關

setitimer函數

作用：設置定時器，精度us級

頭文件

#include 函數原型

int getitimer(int which, struct itimerval *curr_value)

int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value)

參數：

which：制定定時方式

自然定時 ITIMER_REAL SIGALRM 計算自然時間

虛擬空間計時(用戶空間) ITIMER_VIRTUAL SIGVTALRM 只計算進程占用CPU時間

運行時間計時(用戶+內核) ITIMER_PROF ITIMER_PROF 計算占用CPU及執行系統調用的時間

struct itimerval{

struct timeval it_interval; //下一次定時 ，，兩次任務間隔

struct timeval it_value; //當前定時值，用來定時時長

};

struct timeval{

time_t tv_sec; //秒數

suseconds_t tv_usec; //微秒數

};

信號集操作函數

信號集設定

sigset_t set； //無符號長整形 typedef unsigned long sigset_t

int sigemptyset(sigset_t *set); 將某個信號請0

int sigfillset(sigset_t *set) 將某個信號集置1

int sigaddset(sigset* set, int signum) 將某個信號加入信號集

int sigdelset(sigset* set, int signum) 將某個信號清除信號集

int sigismember(const sigset_t* set, int signum) 判斷某個信號在信號集中

sigprocmask函數

作用：屏蔽信號，解除信號，本質讀取或修改進程的信號屏蔽字，嚴格注意：屏蔽信號：只是將信號處理延后執行，而忽略表示將信號丟棄

頭文件

函數原型

int sigprocmask(int how, const sigset_t * set, sigset_t *oldset)

參數;set 傳入參數，位圖，1表示屏蔽

oldset? 傳出參數 用來保存舊的信號屏蔽集

how：假設當前信號屏蔽字mask

SIG_BLOCK，set表示需要屏蔽的信號

SIG_BLOCK，set表示需要解除的屏蔽信號

SIG_SETMASK，代替原始屏蔽的新的屏蔽

sigpending函數

作用：讀取當前進程的未決信號集

函數原型

int sigpending(sigset_t *set)

參數：set 傳出參數

信號捕捉

signal函數

頭文件

#include 函數原型

typedef void (*sighandler_t)(int)

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)

返回值：SIG_ERR 錯誤

sigaction函數

頭文件

#include 函數原型

int sigaction(int signum, const struct sigaction * act, struct sigaction *oldact)

作用：修改信號處理動作

參數

struct sigaction{

void (*sa_handler)(int) //函數名

void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *) //當sg_flags被指定為SA_SIGINFO時，使用該型號處理程序(很少使用)

sigset_t sa_mask //用于 處理函數在被調用時屏蔽生效

int sa_flags //0表示默認屬性

void (*sa_restorer)(void) //廢棄，已不用

};

信號捕捉特性

1、阻塞的信號不支持排隊，產生多次，只記錄一次。

競態條件

pause函數

作用：調用該函數可以使進程主動掛起，等待信號喚醒

頭文件

#include 函數原型

int pause(void)

返回值：

1、如果信號的默認處理動作是終止進程，則進程終止，pause函數沒有機會返回

2、如果信號的默認處理是忽略，進程繼續掛起，pause函數不返回

3、如果信號的處理動作是捕捉，則調用完信號處理函數之后，pause函數返回-1

4、pause收到的信號不能被屏蔽，如果被屏蔽就不能喚醒

信號傳參

發送信號傳參

sigqueue函數對應kill函數，但可想指定進程發送信號的同時攜帶參數。

sigqueue函數

頭文件

函數原型

int sigqueue(pid_t pid, int sig, cinst union sigval value);

union sigval{

int sigval_int;

void *sival_ptr;

};

捕捉函數傳參

sigaction函數

見信號捕捉函數

當注冊信號捕捉函數，不適用sa_handler 而使用 sa_sigaction.

進程組

進程組操作函數

getpgrp函數

獲得當前進程組ID

pid_t getpgrp(void)

getpgid函數

獲取指定進程的進程組ID

pid_t getpgid(pid_t pid)

setpgid函數

改變進程默認的所屬進程組，通常加入一個現有進程組或創建型進程組

int setpgid(pid_t pid， pid_t pgid)

會話

創建會話

創建會話有6點：

1、調用進程不能是進程組租場，新進程變為會長

2、該進程變為新進程組組長

3、需要root權限(Ubuntu不需要)

4、新會話丟棄原有控制終端，該回話沒有控制終端

5、該調用進程是組長進程

6、建立會話時，先調用fork，父進程種子，子進程調用setpgid

getsid函數

獲得進程的會話ID

pid_t getsid(pid_t pid)

srtsid函數

int setsid()

守護進程

守護進程/精靈進程：Linux后臺服務進程，無終端，周期性執行某種任務或等待處理某些發生的條件。

創建守護進程，最關鍵的是調用setsid函數創建一個新的session，并且成為session leader

創建守護者模型

1、創建子進程，父進程退出，所有工作都脫離了控制終端

2、在子進程中創建新的會話

setsid函數

3、改變當前目錄為根目錄?? chdir函數

防止占用可卸載的文件系統，也可以換成其他路徑

4、重設文件權限掩碼

umask函數

防止繼承的文件創建屏蔽字拒絕某些權限，增加靈活性

5、關閉文件描述符

繼承的打開文件不會用到，浪費資源，不關閉 0,1,2?? 而是重定向? >? /dev/null????????????????????? dup2()

6、開始執行守護進程核心

7、守護進程退出處理

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux进程通信发送方式,Linux服务器编程——Linux系统编程之进程通信的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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