• 系統編程第五天

今天是系統編程最后一天,講的主要是管道和共享內存以及信號量,看著老師的代碼也不是很難,就是自己寫有難度。老師留的作業在邏輯上也很簡單,就是敲代碼不容樂觀，接下來兩天就要積累代碼量了。

進程間通信
一、信號（必須掌握，但不常用）

int kill(pid_t pid, int signo);//給進程號為pid的進程發送signo號信號
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);

sigaction/sigemptyset函數示例:

#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void MyHandle(int sig);
int main(int argc,char *argv[])
{
    struct sigaction act;
    act.sa_handler = SIG_DFL;//MyHandle;//SIG_IGN
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGINT,&act,NULL);
    while(1)
    {
        sleep(1);
    }
    return 0;
}
void MyHandle(int sig)
{
    printf("In SIGINT Handler:%d\n",sig);   
}

二、匿名管道（父子進程間，必須掌握，但不常用）
int pipe(int fd[2]);

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
struct Stu
{
    char name[20];
    int id;
};
int main(int argc,char *argv[])
{
    int arrfd[2];
    int ret = 0;
    pid_t pid;
    char buf[6];
    struct Stu st = {"Zhangsan",16};
    struct Stu sts = {""};
    ret = pipe(arrfd);
    if(ret < 0)
    {
        printf("Pipe Error\n");
        return 1;
    }
    pid = fork();
    switch(pid)
    {
        case 0://child process
            close(arrfd[1]);
            read(arrfd[0],buf,6);
            read(arrfd[0],&sts,sizeof(sts));
            printf("%s\n",buf);
            printf("name:%s id:%d\n",sts.name,sts.id);
            close(arrfd[0]);
            break;
        case -1:
            printf("Fork Error");
            break;
        default://parent process
            close(arrfd[0]);
            sleep(2);
            write(arrfd[1],"hello",sizeof("hello"));
            write(arrfd[1],&st,sizeof(st));
            close(arrfd[1]);
            break;
    }
    return 0;
}

數組類型作為形參類型時完全等價于一個指針類型

T arr[]=====>T *p
T arr[][3]=======>T (*p)[3]
T arr[][4][5]=======>T (*p)[4][5]
1. N維數組都可以看成一維數組，這個一維數組里元素是（N-1維的數組）
2. 數組作為函數形參時，它完全等價于指向數組元素的指針
3. 數組名在表達式中單獨出現時，它相對于指向下標為0的元素的只讀指針

三、有名管道（重點）

int  mkfifo(const char *pathname,  mode_t mode);
配套函數：open close read write
范例見testfifo目錄(涉及多個'.c'文件就不展示了)

四、消息隊列（簡單了解）
使用隊列管理消息，一個進程向隊尾中放消息（即在隊尾插入鏈表節點），另一個進程則從隊頭取消息（即移除隊頭鏈表節點）

五、共享內存（重點）

id = shmget（...）
void *p = shmat(id);
......
shmdt(id);
shmctl(id,IPC_RMID,NULL);
范例見testshm目錄(涉及多個'.c'文件就不展示了)

六、信號量集合（重點）:semphore set一個信號量集可以管理多個信號量

int semget(9876, int nsems, int semflg);
int semop(int semid, struct sembuf *opsptr,  size_t nops);
struct sembuf
{
  short sem_num;//表示該操作的信號量在信號量集中的下標
  short sem_op;//> 0：Ｖ操作 ； <0: 等待資源的Ｐ操作 ；=0：等待記分牌為0的Ｐ操作
  short sem_flg; //填0
}
調用示例：
struct sembuf arr[3] = {{0,1,0},{2,-3,0},{5,0,0}};
semop(id,arr,3);

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
cmd: IPC_RMID 刪除信號量集合，第四個填NULL
        SETVAL：
            union semun x;//需要自己定義，在（man semctl中有現成的）
            x.val = 6;
                   semctl(id,0,SETVAL,x);
        SETALL：
            union semun x;
            unsigned short arr[3] = {5,9,2};
            x.array = arr;
            semctl(id,0,SETALL,x);
創建一個僅包含一個信號量的信號量集合以及相關操作的封裝示例代碼見:testsemset目錄(涉及多個'.c'文件就不展示了)
與共享內存聯用的示例代碼見：testshmsem目錄(涉及多個'.c'文件就不展示了)

七、共享文件（簡單了解）
八、Socket通信（可以跨電腦進行通信，重點，難點）

C語言的核心：函數
      靈魂：數據類型
           1. sizeof
           2. 變量定義語句的含義
              三步四屬性：
              三步：a. 給變量分配空間 b.給空間命名 c. 決定空間二進制位的含義
              四屬性：顯式屬性：名字  類型
                     隱式屬性：空間首地址（左值）   內容（右值）
           3. 相關運算
           4. 函數形參類型
           5. 函數返回值類型
    ```
>作業：
       1.使用共享內存和信號量集完成如下程序：兩個進程同時向共享內存寫入字符串，一個寫全大寫的Ａ字符20個，另一個寫全小寫的ａ字符20個，要求共享內存中不可同時有Ａ和ａ。第三個進程負責從共享內存中讀出內容并打印出來
       2.通過有名管道實現：Ａ進程向Ｂ進程發送10個整型數，Ｂ進程則向Ａ進程發送這10個數中的最大數，Ａ收到后打印該最大數。