Linux之进程通信20160720
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了Linux之进程通信20160720，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5354字，纯文字阅读大概需要8分钟。
内容图文
好久没更新了，今天主要说一下Linux的进程通信，后续Linux方面的更新应该会变缓，因为最近在看Java和安卓方面的知识，后续会根据学习成果不断分享更新Java和安卓的方面的知识~
Linux进程通信的知识，建议参照《UNIX环境高级编程》这本书，这里也只是做一个总结：
1.线程：进程中的子线程之间的通信，线程之间的内存（变量）是共享的，通过共享内存也就是全局变量即可，注意互斥即可
2.进程：进程之间的通信必须要借助内核实现：
1）pipe:
（无名）管道，只能用于父子进程间通信：单向的（一端写入一端读出），fork出来的就是子进程，对应的操作fock为父进程
创建管道的数组是两个大小，一个用于写同时关闭读的，一个用于读同时关闭写，两个整数一个给写的用，一个给读的用
示例代码：
无名管道由pipe（）函数创建：
#include <unistd.h>
int pipe(int filedis[2])；
参数filedis返回两个文件描述符：filedes[0]为读而打开，filedes[1]为写而打开。filedes[1]的输出是filedes[0]的输入。下面的例子示范了如何在父进程和子进程间实现通信。
#define INPUT 0
#define OUTPUT 1
void main() {
int file_descriptors[2];
/*定义子进程号 */
pid_t pid;
char buf[256];
int returned_count;
/*创建无名管道*/
pipe(file_descriptors);
/*创建子进程*/
if((pid = fork()) == -1) {
printf("Error in fork/n");
exit(1);
}
/*执行子进程*/
if(pid == 0) {
printf("in the spawned (child) process.../n");
/*子进程向父进程写数据，关闭管道的读端*/
close(file_descriptors[INPUT]);
write(file_descriptors[OUTPUT], "test data", strlen("test data"));
exit(0);
} else {
/*执行父进程*/
printf("in the spawning (parent) process.../n");
/*父进程从管道读取子进程写的数据，关闭管道的写端*/
close(file_descriptors[OUTPUT]);
returned_count = read(file_descriptors[INPUT], buf, sizeof(buf));
printf("%d bytes of data received from spawned process: %s/n",
returned_count, buf);
}
}
2）named pipe：
（有名）管道：适用于无亲缘关系的进程，需要创建FIFO文件（有名字的文件，用于通信的文件）
在Linux系统下，有名管道可由两种方式创建：命令行方式mknod系统调用和函数mkfifo。下面的两种途径都在当前目录下生成了一个名为myfifo的有名管道：
方式一：mkfifo("myfifo","rw");
方式二：mknod myfifo p
生成了有名管道后，就可以使用一般的文件I/O函数如open、close、read、write等来对它进行操作。下面即是一个简单的例子，假设我们已经创建了一个名为myfifo的有名管道。
/* 进程一：读有名管道*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void main() {
FILE * in_file;
int count = 1;
char buf[80];
in_file = fopen("mypipe", "r");
if (in_file == NULL) {
printf("Error in fdopen./n");
exit(1);
}
while ((count = fread(buf, 1, 80, in_file)) > 0)
printf("received from pipe: %s/n", buf);
fclose(in_file);
}
/* 进程二：写有名管道*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
void main() {
FILE * out_file;
int count = 1;
char buf[80];
out_file = fopen("mypipe", "w");
if (out_file == NULL) {
printf("Error opening pipe.");
exit(1);
}
sprintf(buf,"this is test data for the named pipe example/n");
fwrite(buf, 1, 80, out_file);
fclose(out_file);
}
3）消息队列：
消息队列用于运行于同一台机器上的进程间通信，它和管道很相似，是一个在系统内核中用来保存消息的队列，它在系统内核中是以消息链表的形式出现。消息链表中节点的结构用msg声明。
事实上，它是一种正逐渐被淘汰的通信方式，可以用流管道或者套接口的方式来取代它，所以，对此方式也不再解释，也建议读者忽略这种方式。
4）信号量：
信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。本质上，信号量是一个计数器，它用来记录对某个资源（如共享内存）的存取状况。一般说来，为了获得共享资源，进程需要执行下列操作：
（1） 测试控制该资源的信号量。
（2） 若此信号量的值为正，则允许进行使用该资源。进程将信号量减1。
（3） 若此信号量为0，则该资源目前不可用，进程进入睡眠状态，直至信号量值大于0，进程被唤醒，转入步骤（1）。
（4） 当进程不再使用一个信号量控制的资源时，信号量值加1。如果此时有进程正在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程。
维护信号量状态的是Linux内核操作系统而不是用户进程。我们可以从头文件/usr/src/linux/include /linux /sem.h 中看到内核用来维护信号量状态的各个结构的定义。信号量是一个数据集合，用户可以单独使用这一集合的每个元素。要调用的第一个函数是semget，用以获 得一个信号量ID。
struct sem {
short sempid;/* pid of last operaton */
ushort semval;/* current value */
ushort semncnt;/* num procs awaiting increase in semval */
ushort semzcnt;/* num procs awaiting semval = 0 */
}
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semget(key_t key, int nsems, int flag);
key是前面讲过的IPC结构的关键字，flag将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新 集合（一般在服务器中），则必须指定nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。
semctl函数用来对信号量进行操作。
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg);
不同的操作是通过cmd参数来实现的，在头文件sem.h中定义了7种不同的操作，实际编程时可以参照使用。
semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。
int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops);
semoparray是一个指针，它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。
下面，我们看一个具体的例子，它创建一个特定的IPC结构的关键字和一个信号量，建立此信号量的索引，修改索引指向的信号量的值，最后我们清除信号量。在下面的代码中，函数ftok生成我们上文所说的唯一的IPC关键字。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/ipc.h>
void main() {
key_t unique_key; /* 定义一个IPC关键字*/
int id;
struct sembuf lock_it;
union semun options;
int i;
unique_key = ftok(".", ‘a‘); /* 生成关键字，字符‘a‘是一个随机种子*/
/* 创建一个新的信号量集合*/
id = semget(unique_key, 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);
printf("semaphore id=%d/n", id);
options.val = 1; /*设置变量值*/
semctl(id, 0, SETVAL, options); /*设置索引0的信号量*/
/*打印出信号量的值*/
i = semctl(id, 0, GETVAL, 0);
printf("value of semaphore at index 0 is %d/n", i);
/*下面重新设置信号量*/
lock_it.sem_num = 0; /*设置哪个信号量*/
lock_it.sem_op = -1; /*定义操作*/
lock_it.sem_flg = IPC_NOWAIT; /*操作方式*/
if (semop(id, &lock_it, 1) == -1) {
printf("can not lock semaphore./n");
exit(1);
}
i = semctl(id, 0, GETVAL, 0);
printf("value of semaphore at index 0 is %d/n", i);
/*清除信号量*/
semctl(id, 0, IPC_RMID, 0);
}
5）共享内存：效率高，注意互斥的问题（可以使用信号量来实现互斥，或者使用锁）
主要使用共享内存，效率高，A把数据放入内核某一个内存（共享内存），B直接去读就可以了
在Linux系统下，常用的方式是通过shmXXX函数族来实现利 用共享内存进行存储的。
首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, int size, int flag);
当共享内存创建后，其余进程可以调用shmat（）将其连接到自身的地址空间中。
void *shmat(int shmid, void *addr, int flag);
shmid为shmget函数返回的共享存储标识符，addr和flag参数决定了以什么方式来确定连接的地址，函数的返回值即是该进程数据段所连接的实际地址，进程可以对此进程进行读写操作。
三种比较类似：
创建/获得:（A创建 B获得）使用函数（消息队列：msgget），（信号量：semget），（共享内存：shmget），参数不同分为创建/获得
写：msgsnd ,semop,
读：msgrcv,semop
上述五种方式都是指同一台机子
6）网络通信，适用于不同机子，和相同机子(比如A进程向B进程发，不到硬件底层就到B了,速度也很快)都可以
移植性好，基本都支持，所以没有特殊要求比如要求速率非常高或者是父子进程的情况，一般就使用网络通信
见之前的文章SOCKET套接字编程有详细的说明
网络通信用的最多
7）信号，主要是通过kill来发送，但要知道对方的PID，所以事先可以先约定好，ID放到哪个文件，然后对方去读
8)流管道。。。
原文：http://www.cnblogs.com/yuweifeng/p/5688881.html
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的Linux之进程通信20160720全部内容，希望文章能够帮你解决Linux之进程通信20160720所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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