進(jìn)程間通信方式總結(jié)
進(jìn)程間通信（IPC）：
進(jìn)程間通信的方式有很多，這里主要講到進(jìn)程間通信的六種方式，分別為：管道、FIFO、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、信號、信號量。
一、管道
管道的特點(diǎn)：
- 是一種半雙工的通信方式；
- 只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間使用.進(jìn)程的親緣關(guān)系一般指的是父子關(guān)系；
- 它可以看成是一種特殊的文件，對于它的讀寫也可以使用普通的read、write等函數(shù)。但是它不是普通的文件，并不屬于其他任何文件系統(tǒng)，并且只存在于內(nèi)存中。
管道的原型：
#include
int pipe(int pipefd[2]);
int pipe(int pipefd[2]);
代碼實(shí)現(xiàn)：
#include
#include
#include
#include
/*使用匿名管道實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信*/
int main()
{
int fd[2];//fd[0]為讀端 fd[1]為寫端
pid_t pid;
char buf[128];
//int pipe(int pipefd[2]);
if(pipe(fd) == -1)//創(chuàng)建管道
{
printf("管道創(chuàng)建失敗n");
perror("why");
}
pid = fork();
if(pid < 0 )
{
printf("子進(jìn)程開辟失敗n");
perror("why");
}else if(pid > 0){
sleep(3);//讓子進(jìn)程先執(zhí)行
printf("這是一個父進(jìn)程n");//父進(jìn)程完成寫操作
close(fd[0]);
write(fd[1],"hello from father",strlen("hello from father"));
}else{
printf("這是一個子進(jìn)程n");//子進(jìn)程完成讀操作
close(fd[1]);
read(fd[0],buf,sizeof(buf));//沒有數(shù)據(jù)來時，阻塞在這
printf("buf = %sn",buf);
}
return 0;
}
#include
#include
#include
/*使用匿名管道實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信*/
int main()
{
int fd[2];//fd[0]為讀端 fd[1]為寫端
pid_t pid;
char buf[128];
//int pipe(int pipefd[2]);
if(pipe(fd) == -1)//創(chuàng)建管道
{
printf("管道創(chuàng)建失敗n");
perror("why");
}
pid = fork();
if(pid < 0 )
{
printf("子進(jìn)程開辟失敗n");
perror("why");
}else if(pid > 0){
sleep(3);//讓子進(jìn)程先執(zhí)行
printf("這是一個父進(jìn)程n");//父進(jìn)程完成寫操作
close(fd[0]);
write(fd[1],"hello from father",strlen("hello from father"));
}else{
printf("這是一個子進(jìn)程n");//子進(jìn)程完成讀操作
close(fd[1]);
read(fd[0],buf,sizeof(buf));//沒有數(shù)據(jù)來時，阻塞在這
printf("buf = %sn",buf);
}
return 0;
}
二、FIFO
FIFO，也叫做命名管道，它是一種文件類型。
FIFO的特點(diǎn)：
- FIFO可以在無關(guān)的進(jìn)程之間交換數(shù)據(jù)，與無名管道不同；
- FIFO有路徑名與之相關(guān)聯(lián)，它以一種特殊設(shè)備文件形式存在于文件系統(tǒng)中。
FIFO的原型：
#include
#include
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
#include
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
其中的 mode 參數(shù)與 open 函數(shù)中的 mode 相同。一旦創(chuàng)建了一個 FIFO，就可以用一般的文件 I/O 函數(shù)操作它。
當(dāng) open 一個 FIFO 時，是否設(shè)置非阻塞標(biāo)志（O_NONBLOCK）的區(qū)別：
- 若沒有指定 O_NONBLOCK（默認(rèn)），只讀 open 要阻塞到某個其他進(jìn)程為寫而打開此 FIFO。類似的，只寫 open 要阻塞到某個其他進(jìn)程為讀而打開它。
- 若指定了 O_NONBLOCK，則只讀 open 立即返回。而只寫 open 將出錯返回 -1 如果沒有進(jìn)程已經(jīng)為讀而打開該 FIFO，其 errno 置 ENXIO。
代碼實(shí)現(xiàn)：
下列代碼有效解決了，當(dāng)管道存在時，程序報錯的問題，減少了無關(guān)錯誤信息的打印。
#include
#include
#include
#include
// int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
int main()
{
if(mkfifo("myfifo",0600) == -1 && errno != EEXIST)
{
printf("mkfifo failedn");
perror("why");
}
return 0;
}
#include
#include
#include
// int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
int main()
{
if(mkfifo("myfifo",0600) == -1 && errno != EEXIST)
{
printf("mkfifo failedn");
perror("why");
}
return 0;
}
read.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
// int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
int main()
{
int nread;
char buf[30] = {'?'};
if(mkfifo("myfifo",0600) == -1 && errno != EEXIST)//創(chuàng)建命名管道
{
printf("mkfifo failedn");
perror("why");
}
int fd = open("./myfifo",O_RDONLY);//以只讀的形式打開管道,程序阻塞在這，直到有另一個進(jìn)程對其執(zhí)行寫操作
if(fd < 0)
{
printf("read open failedn");
}else
{
printf("read open successnn");
}
while(1)
{
nread = read(fd,buf,sizeof(buf));
printf("read %d byte,context is:%sn",nread,buf);
}
close(fd);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
#include
// int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
int main()
{
int nread;
char buf[30] = {'?'};
if(mkfifo("myfifo",0600) == -1 && errno != EEXIST)//創(chuàng)建命名管道
{
printf("mkfifo failedn");
perror("why");
}
int fd = open("./myfifo",O_RDONLY);//以只讀的形式打開管道,程序阻塞在這，直到有另一個進(jìn)程對其執(zhí)行寫操作
if(fd < 0)
{
printf("read open failedn");
}else
{
printf("read open successnn");
}
while(1)
{
nread = read(fd,buf,sizeof(buf));
printf("read %d byte,context is:%sn",nread,buf);
}
close(fd);
return 0;
}
write.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
// int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
int main()
{
int nread;
char buf[30] = "message from myfifo";
if(mkfifo("myfifo",0600) == -1 && errno != EEXIST)//創(chuàng)建命名管道
{
printf("mkfifo failedn");
perror("why");
}
int fd = open("./myfifo",O_WRONLY);//打開管道，程序阻塞在這，直到其他進(jìn)程為讀而打開它
if(fd < 0)
{
printf("write open failedn");
}
else
{
printf("write open successn");
}
while(1)
{
sleep(1);
write(fd,buf,strlen(buf));
}
close(fd);
return 0;
}
三、消息隊(duì)列
消息隊(duì)列，是消息的鏈接表，存放在內(nèi)核之中。一個消息隊(duì)列由一個標(biāo)識符（即隊(duì)列ID）來標(biāo)識。
用戶進(jìn)程可以向消息隊(duì)列添加消息，也可以向消息隊(duì)列讀取消息。
消息隊(duì)列的特點(diǎn)：
- 消息隊(duì)列是面向記錄的，其中的消息具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級；
- 消息隊(duì)列是獨(dú)立于發(fā)送和接收進(jìn)程的，進(jìn)程終止時，消息隊(duì)列及其內(nèi)容并不會被刪除；
- 消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)消息的隨機(jī)查詢，消息不一定要以先進(jìn)先出的次序讀取，也可以按消息的類型讀取。
消息隊(duì)列函數(shù)的原型：
// 創(chuàng)建或打開消息隊(duì)列：成功返回隊(duì)列ID，失敗返回-1
int msgget(key_t key, int flag);
// 添加消息：成功返回0，失敗返回-1
int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);
// 讀取消息：成功返回消息數(shù)據(jù)的長度，失敗返回-1
int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag);
// 控制消息隊(duì)列：成功返回0，失敗返回-1
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
int msgget(key_t key, int flag);
// 添加消息：成功返回0，失敗返回-1
int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);
// 讀取消息：成功返回消息數(shù)據(jù)的長度，失敗返回-1
int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag);
// 控制消息隊(duì)列：成功返回0，失敗返回-1
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
代碼演示：
msgSend.c
#include
#include
#include
#include
#include
// int msgget(key_t key, int msgflg);
// int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
// ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
struct msgbuf{
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[128]; /* message data */
};
int main()
{
struct msgbuf sendbuf={888,"message from send"};
struct msgbuf readbuf;
key_t key;
if((key = ftok(".",'z')) < 0){
printf("ftok errorn");
}
int msgId = msgget(key,IPC_CREAT|0777);
if(msgId == -1){
printf("get quen failedn");
}
msgsnd(msgId,&sendbuf,strlen(sendbuf.mtext),0);
printf("send overn");
msgrcv(msgId,&readbuf,sizeof(readbuf.mtext),999,0);
printf("read from get is:%sn",readbuf.mtext);
msgctl(msgId,IPC_RMID,NULL);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
// int msgget(key_t key, int msgflg);
// int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
// ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
struct msgbuf{
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[128]; /* message data */
};
int main()
{
struct msgbuf sendbuf={888,"message from send"};
struct msgbuf readbuf;
key_t key;
if((key = ftok(".",'z')) < 0){
printf("ftok errorn");
}
int msgId = msgget(key,IPC_CREAT|0777);
if(msgId == -1){
printf("get quen failedn");
}
msgsnd(msgId,&sendbuf,strlen(sendbuf.mtext),0);
printf("send overn");
msgrcv(msgId,&readbuf,sizeof(readbuf.mtext),999,0);
printf("read from get is:%sn",readbuf.mtext);
msgctl(msgId,IPC_RMID,NULL);
return 0;
}
msgGet.c
#include
#include
#include
#include
#include
// int msgget(key_t key, int msgflg);
// int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
// ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
struct msgbuf{
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[128]; /* message data */
};
int main()
{
struct msgbuf readbuf;
memset(readbuf.mtext, '?', sizeof(readbuf.mtext));
struct msgbuf sendbuf={999,"thank for your reach"};
key_t key;
//獲取key值
if((key = ftok(".",'z')) < 0){
printf("ftok errorn");
}
int msgId = msgget(key,IPC_CREAT|0777);
if(msgId == -1){
printf("get quen failedn");
perror("why");
}
msgrcv(msgId,&readbuf,sizeof(readbuf.mtext),888,0);
printf("read from send is:%sn",readbuf.mtext);
msgsnd(msgId,&sendbuf,strlen(sendbuf.mtext),0);
msgctl(msgId,IPC_RMID,NULL);
return 0;
}
四、共享內(nèi)存
共享內(nèi)存，指兩個或多個進(jìn)程共享一個給定的存儲區(qū)。
ipcs -m 查看系統(tǒng)下已有的共享內(nèi)存；ipcrm -m shmid可以用來刪除共享內(nèi)存。
共享內(nèi)存的特點(diǎn)：
- 共享內(nèi)存是最快的一種 IPC，因?yàn)檫M(jìn)程是直接對內(nèi)存進(jìn)行存取。
- 因?yàn)槎鄠€進(jìn)程可以同時操作，所以需要進(jìn)行同步。
- 信號量 + 共享內(nèi)存通常結(jié)合在一起使用，信號量用來同步對共享內(nèi)存的訪問。
共享內(nèi)存函數(shù)的原型：
// 創(chuàng)建或獲取一個共享內(nèi)存：成功返回共享內(nèi)存ID，失敗返回-1
int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
// 連接共享內(nèi)存到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間：成功返回指向共享內(nèi)存的指針，失敗返回-1
void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
// 斷開與共享內(nèi)存的連接：成功返回0，失敗返回-1
int shmdt(void *addr);
// 控制共享內(nèi)存的相關(guān)信息：成功返回0，失敗返回-1
int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);
int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
// 連接共享內(nèi)存到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間：成功返回指向共享內(nèi)存的指針，失敗返回-1
void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
// 斷開與共享內(nèi)存的連接：成功返回0，失敗返回-1
int shmdt(void *addr);
// 控制共享內(nèi)存的相關(guān)信息：成功返回0，失敗返回-1
int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);
代碼演示：
shmw.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
// int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
// void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
// int shmdt(const void *shmaddr);
int main()
{
int shmId;
key_t key;
char *shmaddr;
if((key = ftok(".",1)) < 0){
printf("ftok errorn");
}
shmId = shmget(key, 1024*4, IPC_CREAT|0666);//內(nèi)存大小必須得是MB的整數(shù)倍
if(shmId == -1){
printf("shmget errorn");
exit(-1);
}
/*第二個參數(shù)一般寫0，讓linux內(nèi)核自動分配空間，第三個參數(shù)也一般寫0，表示可讀可寫*/
shmaddr = shmat(shmId, 0, 0);
printf("shmat OKn");
strcpy(shmaddr,"I am so cool");
sleep(5);//等待5秒，讓別的進(jìn)程去讀
shmdt(shmaddr);
shmctl(shmId, IPC_RMID, 0);//寫0表示不關(guān)心
printf("quitn");
return 0;
}
shmr.c
#include
#include
#include
#include
#include
// int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
// void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
// int shmdt(const void *shmaddr);
int main()
{
int shmId;
key_t key;
char *shmaddr;
if((key = ftok(".",1)) < 0){
printf("ftok errorn");
}
shmId = shmget(key, 1024*4, 0);//內(nèi)存大小必須得是MB的整數(shù)倍
if(shmId == -1){
printf("shmget errorn");
exit(-1);
}
/*第二個參數(shù)一般寫0，讓linux內(nèi)核自動分配空間，第三個參數(shù)也一般寫0，表示可讀可寫*/
shmaddr = shmat(shmId, 0, 0);
printf("shmat OKn");
printf("data : %sn",shmaddr);
shmdt(shmaddr);
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
// int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
// void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
// int shmdt(const void *shmaddr);
int main()
{
int shmId;
key_t key;
char *shmaddr;
if((key = ftok(".",1)) < 0){
printf("ftok errorn");
}
shmId = shmget(key, 1024*4, 0);//內(nèi)存大小必須得是MB的整數(shù)倍
if(shmId == -1){
printf("shmget errorn");
exit(-1);
}
/*第二個參數(shù)一般寫0，讓linux內(nèi)核自動分配空間，第三個參數(shù)也一般寫0，表示可讀可寫*/
shmaddr = shmat(shmId, 0, 0);
printf("shmat OKn");
printf("data : %sn",shmaddr);
shmdt(shmaddr);
return 0;
}
五、信號
對于 Linux來說，實(shí)際信號是軟中斷，許多重要的程序都需要處理信號。終端用戶輸入了 ctrl+c 來中斷程序，會通過信號機(jī)制停止一個程序。
信號的相關(guān)概述：
1、信號的名字和編號：
每個信號都有一個名字和編號，這些名字都以“SIG”開頭。我們可以通過kill -l來查看信號的名字以及序號。
不存在0信號，kill對于0信號有特殊的應(yīng)用。
2、信號的處理：
信號的處理有三種方法，分別是：忽略、捕捉和默認(rèn)動作。
- 忽略信號，大多數(shù)信號可以使用這個方式來處理，但是有兩種信號不能被忽略（分別是 SIGKILL和SIGSTOP）；
- 捕捉信號，需要告訴內(nèi)核，用戶希望如何處理某一種信號，說白了就是寫一個信號處理函數(shù)，然后將這個函數(shù)告訴內(nèi)核。當(dāng)該信號產(chǎn)生時，由內(nèi)核來調(diào)用用戶自定義的函數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)某種信號的處理。
- 系統(tǒng)默認(rèn)動作，對于每個信號來說，系統(tǒng)都對應(yīng)由默認(rèn)的處理動作，當(dāng)發(fā)生了該信號，系統(tǒng)會自動執(zhí)行。具體的信號默認(rèn)動作可以使用man 7 signal來查看系統(tǒng)的具體定義。
信號處理函數(shù)的注冊：
- 入門版：函數(shù)signal
- 高級版：函數(shù)sigaction
信號處理發(fā)送函數(shù)：
- 入門版：kill
- 高級版：sigqueue
入門版：
函數(shù)原型：
//接收函數(shù)，第二個參數(shù)指向信號處理函數(shù)
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
//發(fā)送函數(shù)
int kill(pid_t pid, int sig);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
//發(fā)送函數(shù)
int kill(pid_t pid, int sig);
接收端：
#include
#include
// typedef void (*sighandler_t)(int);
// sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
/*接受到信號后，讓信號處理該函數(shù)*/
void handler(int signum)
{
printf("signum = %dn",signum);
switch(signum){
case 2:
printf("SIGINTn");
break;
case 9:
printf("SIGKILLn");
break;
case 10:
printf("SIGUSR1n");
break;
}
}
int main()
{
signal(SIGINT,handler);
signal(SIGKILL,handler);
signal(SIGUSR1,handler);
while(1);
return 0;
}
發(fā)送端：
#include
#include
#include
#include
// int kill(pid_t pid, int sig);
int main(int argc,char **argv)
{
int signum;
int pid;
signum = atoi(argv[1]);//將字符型轉(zhuǎn)為整型
pid = atoi(argv[2]);
kill(pid,signum);
printf("signum = %d,pid = %dn",signum,pid);
return 0;
}
高級版：
函數(shù)原型：
#include
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); //信號處理程序，不接受額外數(shù)據(jù)，SIG_IGN 為忽略，SIG_DFL 為默認(rèn)動作
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //信號處理程序，能夠接受額外數(shù)據(jù)和sigqueue配合使用
sigset_t sa_mask;//阻塞關(guān)鍵字的信號集，可以再調(diào)用捕捉函數(shù)之前，把信號添加到信號阻塞字，信號捕捉函數(shù)返回之前恢復(fù)為原先的值。
int sa_flags;//影響信號的行為SA_SIGINFO表示能夠接受數(shù)據(jù)
};
//回調(diào)函數(shù)句柄sa_handler、sa_sigaction只能任選其一
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); //信號處理程序，不接受額外數(shù)據(jù)，SIG_IGN 為忽略，SIG_DFL 為默認(rèn)動作
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //信號處理程序，能夠接受額外數(shù)據(jù)和sigqueue配合使用
sigset_t sa_mask;//阻塞關(guān)鍵字的信號集，可以再調(diào)用捕捉函數(shù)之前，把信號添加到信號阻塞字，信號捕捉函數(shù)返回之前恢復(fù)為原先的值。
int sa_flags;//影響信號的行為SA_SIGINFO表示能夠接受數(shù)據(jù)
};
//回調(diào)函數(shù)句柄sa_handler、sa_sigaction只能任選其一
我們只需要配置 sa_sigaction以及sa_flags即可。
siginfo_t {
int si_signo; /* Signal number */
int si_errno; /* An errno value */
int si_code; /* Signal code */
int si_trapno; /* Trap number that caused
hardware-generated signal
(unused on most architectures) */
pid_t si_pid; /* Sending process ID */
uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */
int si_status; /* Exit value or signal */
clock_t si_utime; /* User time consumed */
clock_t si_stime; /* System time consumed */
sigval_t si_value; /* Signal value */
int si_int; /* POSIX.1b signal */
void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */
int si_overrun; /* Timer overrun count; POSIX.1b timers */
int si_timerid; /* Timer ID; POSIX.1b timers */
void *si_addr; /* Memory location which caused fault */
int si_band; /* Band event */
int si_fd; /* File descriptor */
}
#include
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
union sigval {
int sival_int;
void *sival_ptr;
};
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
union sigval {
int sival_int;
void *sival_ptr;
};
接收端：
#include
#include
#include
#include
// int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
//(*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
void handler(int signum, siginfo_t *info, void *context)
{
printf("get signum is:%dn",signum);
if(context != NULL)
{
printf("get data = %dn",info->si_int);
printf("get data = %dn",info->si_value.sival_int);
printf("get pid is = %dn",info->si_pid);
}
}
int main()
{
struct sigaction act;
printf("pid = %dn",getpid());
act.sa_sigaction = handler;
act.sa_flags = SA_SIGINFO;
sigaction(SIGUSR1,&act,NULL);
while(1);
return 0;
}
發(fā)送端：
#include
#include
#include
#include
#include
// int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
int main(int argc,char **argv)
{
int signum;
int pid;
signum = atoi(argv[1]);
pid = atoi(argv[2]);
union sigval value;
value.sival_int = 100;
sigqueue(pid,signum,value);
printf("pid = %d,donen",getpid());
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
// int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
int main(int argc,char **argv)
{
int signum;
int pid;
signum = atoi(argv[1]);
pid = atoi(argv[2]);
union sigval value;
value.sival_int = 100;
sigqueue(pid,signum,value);
printf("pid = %d,donen",getpid());
return 0;
}
注意：信號發(fā)送字符串，只有在父子進(jìn)程或者是共享內(nèi)存下才可發(fā)送。
六、信號量
信號量與已經(jīng)介紹過的 IPC 結(jié)構(gòu)不同，它是一個計(jì)數(shù)器。信號量用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，而不是用于存儲進(jìn)程間通信數(shù)據(jù)。
信號量的特點(diǎn)：
- 信號量用于進(jìn)程間同步，若要在進(jìn)程間傳遞數(shù)據(jù)需要結(jié)合共享內(nèi)存。
- 信號量基于操作系統(tǒng)的 PV 操作，程序?qū)π盘柫康牟僮鞫际窃硬僮鳌?/li>
- 每次對信號量的 PV 操作不僅限于對信號量值加 1 或減 1，而且可以加減任意正整數(shù)。
- 支持信號量組
信號量的函數(shù)原型：
// 創(chuàng)建或獲取一個信號量組：若成功返回信號量集ID，失敗返回-1
int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
// 對信號量組進(jìn)行操作，改變信號量的值：成功返回0，失敗返回-1
int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);
// 控制信號量的相關(guān)信息
int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);
int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
// 對信號量組進(jìn)行操作，改變信號量的值：成功返回0，失敗返回-1
int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);
// 控制信號量的相關(guān)信息
int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);
當(dāng) semget 創(chuàng)建新的信號量集合時，必須指定集合中信號量的個數(shù)（即 num_sems），通常為 1； 如果是引用一個現(xiàn)有的集合，則將 num_sems 指定為 0 。
在 semop 函數(shù)中，sembuf 結(jié)構(gòu)的定義如下：
struct sembuf
{
short sem_num; // 信號量組中對應(yīng)的序號，0～sem_nums-1
short sem_op; // 信號量值在一次操作中的改變量
short sem_flg; // IPC_NOWAIT, SEM_UNDO
}
{
short sem_num; // 信號量組中對應(yīng)的序號，0～sem_nums-1
short sem_op; // 信號量值在一次操作中的改變量
short sem_flg; // IPC_NOWAIT, SEM_UNDO
}
在 semctl 函數(shù)中的命令有多種，這里就說兩個常用的：
- SETVAL：用于初始化信號量為一個已知的值。
- IPC_RMID：刪除一個信號量集合。如果不刪除信號量，它將繼續(xù)在系統(tǒng)中存在，即使程序已經(jīng)退出，它可能在你下次運(yùn)行此程序時引發(fā)問題，而且信號量是一種有限的資源。
代碼演示：
#include
#include
#include
#include
#include
// int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
// int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
// int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
union semun{
int val; /* Value for SETVAL */
struct semid_ds *buf; /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
unsigned short *array; /* Array for GETALL, SETALL */
struct seminfo *__buf; /* Buffer for IPC_INFO
(Linux-specific) */
};
//P操作，拿鑰匙
void PGetKey(int semid)
{
struct sembuf sops;
sops.sem_num = 0;
sops.sem_op = -1;
sops.sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid, &sops, 1);
}
//V操作，放回鑰匙
void VPutBackKey(int semid)
{
struct sembuf sops;
sops.sem_num = 0;
sops.sem_op = 1;
sops.sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid, &sops, 1);
}
int main()
{
key_t key;
int semid;
if((key == ftok(".",6)) < 0)
{
printf("ftok errorn");
}
semid = semget(key , 1, IPC_CREAT|0666);//創(chuàng)造鑰匙，數(shù)量為1
union semun sem;
sem.val = 0;//初始狀態(tài)為沒有鑰匙
semctl(semid, 0, SETVAL, sem);//SETVAL初始化信號量為一個已知的值，這時就需要第四個參數(shù)
//0表示操作第一把鑰匙
int pid = fork();
if(pid < 0)
{
printf("fork failedn");
}else if(pid == 0)
{
printf("this is childn");
VPutBackKey(semid);//首先把鑰匙放回
}else
{
PGetKey(semid);//等子進(jìn)程將鑰匙放回后才會進(jìn)行操作，保證子進(jìn)程先執(zhí)行
printf("this is fathern");
VPutBackKey(semid);
semctl(semid, 0, IPC_RMID);//銷毀鑰匙
}
return 0;
}
#include
#include
#include
#include
// int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
// int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
// int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
union semun{
int val; /* Value for SETVAL */
struct semid_ds *buf; /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
unsigned short *array; /* Array for GETALL, SETALL */
struct seminfo *__buf; /* Buffer for IPC_INFO
(Linux-specific) */
};
//P操作，拿鑰匙
void PGetKey(int semid)
{
struct sembuf sops;
sops.sem_num = 0;
sops.sem_op = -1;
sops.sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid, &sops, 1);
}
//V操作，放回鑰匙
void VPutBackKey(int semid)
{
struct sembuf sops;
sops.sem_num = 0;
sops.sem_op = 1;
sops.sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid, &sops, 1);
}
int main()
{
key_t key;
int semid;
if((key == ftok(".",6)) < 0)
{
printf("ftok errorn");
}
semid = semget(key , 1, IPC_CREAT|0666);//創(chuàng)造鑰匙，數(shù)量為1
union semun sem;
sem.val = 0;//初始狀態(tài)為沒有鑰匙
semctl(semid, 0, SETVAL, sem);//SETVAL初始化信號量為一個已知的值，這時就需要第四個參數(shù)
//0表示操作第一把鑰匙
int pid = fork();
if(pid < 0)
{
printf("fork failedn");
}else if(pid == 0)
{
printf("this is childn");
VPutBackKey(semid);//首先把鑰匙放回
}else
{
PGetKey(semid);//等子進(jìn)程將鑰匙放回后才會進(jìn)行操作，保證子進(jìn)程先執(zhí)行
printf("this is fathern");
VPutBackKey(semid);
semctl(semid, 0, IPC_RMID);//銷毀鑰匙
}
return 0;
}
七、進(jìn)程間通信方式總結(jié)：
- 管道：速度慢，容量有限，只有父子進(jìn)程能通訊；
- FIFO：任何進(jìn)程間都能通訊，但速度慢；
- 消息隊(duì)列：容量受到系統(tǒng)限制，且要注意第一次讀的時候，要考慮上一次沒有讀完數(shù)據(jù)的問題；
- 共享內(nèi)存：能夠很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一個進(jìn)程在寫的時候，另一個進(jìn)程要注意讀寫的問題；
- 信號：有入門版和高級版兩種，區(qū)別在于入門版注重動作，高級版可以傳遞消息。只有在父子進(jìn)程或者是共享內(nèi)存中，才可以發(fā)送字符串消息；
- 信號量：不能傳遞復(fù)雜消息，只能用來同步。用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，而不是用于存儲進(jìn)程間通信數(shù)據(jù)。
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