系統與網絡編程(進程間通信)

進程間通信

ipc：interprocess communication

通信方式

管道通信

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無名管道：通過pipe創建出來的管道,只能在父子進程或子進程間使用,創建該管道的進程一旦結束,則該無名管道也會銷毀
- 父進程輸出關閉子進程的輸出，打開輸入。子進程輸出關閉父進程的輸出，打開輸入。
父進程與子進程之間的通信

#include <unistd.h>//pipe
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//通過pipe創建的管道屬于無名管道
//只能在父子進程或子進程間使用
//創建該管道的進程一旦結束,則該無名管道也會銷毀
int main()
{
    int pipefd[2]={-1};//管道文件描述符
    int ret=-1;
    ret=pipe(pipefd);//創建的管道是位于內核空間的,管道兩端的描述符存儲到pipe數組
                    //pipefd[0]表示數據流出段,可以從此端讀取數據
                    //pipefd[1]表示數據進入段,可以從此端寫入數據
    if(ret==-1)//創建管道失敗
    {
        perror("pipe");
        return -1;
    }
    //創建一個進程
    pid_t pid=-1;
    //管道的創建是創建在內核中,不屬于獨立進程
    //fork產生的子進程是不會再創建一個管道
    //只是對管道文件進行了一次拷貝
    pid=fork();
    if(pid>0)//parent
    {
        int iSign=0;
        char caBuf[32]={'\0'};
        while(1)
        {
            memset(caBuf,'\0',sizeof(caBuf));
            if(iSign==0)
            {
                printf("parent input data\n");
                scanf("%s",caBuf);
                write(pipefd[1],caBuf,sizeof(caBuf));
                iSign=1;
                sleep(1);
            }
            else if(iSign==1)
            {
                read(pipefd[0],caBuf,sizeof(caBuf));
                printf("child says:%s\n",caBuf);
                iSign=0;
            }
        }
    }
    else if(pid==0)//child
    {
        int iSign=1;
        char caBuf[64]={'\0'};
        while(1)
        {
            memset(caBuf,'\0',sizeof(caBuf));
            if(iSign==1)
            {
                read(pipefd[0],caBuf,sizeof(caBuf));
                printf("parent says:%s\n",caBuf);
                iSign=0;
            }
            else if(iSign==0)
            {
                printf("child input data\n");
                scanf("%s",caBuf);
                write(pipefd[1],caBuf,sizeof(caBuf));
                iSign=1;
                sleep(1);
            }
        }
    }
    else if(pid==-1)//fork failed
    {
        perror("fork");
        return -1;
    }
    return 0;
}

子進程與子進程之間的通信

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
    int pipefd[2]={0};
    int ret=-1;
    ret=pipe(pipefd);
    if(ret==-1)
    {
        perror("pipe");
        return -1;
    }

    pid_t pid=fork();
    if(pid>0)
    {
        pid_t pid2=fork();
        if(pid2>0)
        {
            waitpid(pid,NULL,0);
            waitpid(pid2,NULL,0);
        }
        else if(pid2==0)
        {
            int iSign=1;
            char caBuf[64]={'\0'};
            while(1)
            {
                memset(caBuf,'\0',sizeof(caBuf));
                if(iSign==1)
                {
                    read(pipefd[0],caBuf,sizeof(caBuf));
                    printf("child2 says:%s\n",caBuf);
                    iSign=0;
                }
                else if(iSign==0)
                {
                    printf("child1 input data\n");
                    scanf("%s",caBuf);
                    write(pipefd[1],caBuf,sizeof(caBuf));
                    iSign=1;
                    sleep(1);
                }
            }
        }
        else if(pid2==-1)
        {
            perror("first fork");
            return -1;
        }
    }
    else if(pid==0)
    {
        int iSign=0;
        char caBuf[64]={'\0'};
        while(1)
        {
            memset(caBuf,'\0',sizeof(caBuf));
            if(iSign==0)
            {
                printf("child2 input data\n");
                scanf("%s",caBuf);
                write(pipefd[1],caBuf,sizeof(caBuf));
                iSign=1;
                sleep(1);
            }
            else if(iSign==1)
            {
                read(pipefd[0],caBuf,sizeof(caBuf));
                printf("child1 says:%s\n",caBuf);
                iSign=0;
            }
        }
    }
    else if(pid==-1)
    {
        perror("first fork");
        return -1;
    }
    return -1;
}

命名管道：
write fifo

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define FIFO_PATHNAME "myFifo"
int main()
{
    int ret=-1;
    ret=mkfifo(FIFO_PATHNAME,0777);
    if(ret==-1)
    {
        if(errno!=EEXIST)
        {
            perror("mkfifo");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    printf("fifo is ok\n");//管道創建成功
    int fd=-1;
    fd=open(FIFO_PATHNAME,O_WRONLY);//只寫打開
    if(errno!=EEXIST)
    {
        perror("mkfifo");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    ret=write(fd,"hello world",11);
    if(ret>0)
    {
        printf("write %d bytes to fifo success\n",ret);
    }
    close (fd);
    //當沒有文件進行讀的時候就會阻塞在那里
    return 0;
}

read fifo

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define FIFO_PATHNAME "myFifo"
int main()
{
    int ret=-1;
    ret=mkfifo(FIFO_PATHNAME,0777);
    if(ret==-1)
    {
        if(errno!=EEXIST)
        {
            perror("mkfifo");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    printf("fifo is ok\n");//管道創建成功
    int fd=-1;
    fd=open(FIFO_PATHNAME,O_RDONLY);//只寫打開
    if(errno!=EEXIST)
    {
        perror("mkfifo");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    char caBuf[64]={'\0'};
    ret=read(fd,caBuf,sizeof(caBuf));
    if(ret>0)
    {
        printf("read %d bytes to fifo success\n",ret);
    }
    close (fd);
    printf("%s",caBuf);
    //當沒有文件進行讀的時候就會阻塞在那里
    return 0;
}

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共享內存：

定義：共享內存是被多個進程共享的一部分物理內存。共享內存是進程間共享數據的一種最快的方法，一個進程向共享內存區域寫入了數據，共享這個內存區域的所有進程就可以立刻看到其中的內容。

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int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
- 第一個參數：共享內存塊的名字
- 第二個參數：這塊共享內存的大小

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int shmid=-1;
    //int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
    //第一個參數:內存塊名字
    //第二個參數：共享內存的大小
    shmid=shmget(0x1024,1024,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);//內存塊名字,內存塊大小,創建
    if(shmid==-1)
    {
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("shmget ok=%d\n",shmid);
    return 0;
}

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向內存存儲數據

void *pRet=NULL;
pRet=shmat(shmid,NULL,0);//返回內存地址
if((void *)-1==pRet)//返回值類型就是(void*)-1
{
    perror("shmat");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
char *pData = "I want my tears back";
memcpy(pRet,pData,strlen(pData));
shmdt(pRet);//斬斷關聯

return 0;

Paste_Image.png

讀取內存中數據

void *pRet=NULL;
pRet=shmat(shmid,NULL,SHM_RDONLY);//0:讀寫,SHM_RDONLY:讀,沒有只寫
if((void *)-1==pRet)//返回值類型就是(void*)-1
{
    perror("shmat");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
char caBuf[32]={'\0'};
memset(caBuf,'\0',sizeof(caBuf));
//數據讀取之后任然留在共享內存里面
//直到下次寫數據時被覆蓋
memcpy(caBuf,pRet,sizeof(caBuf));
printf("%s\n",caBuf);

struct shmid_ds shmInfo;
shmctl(shmid,IPC_STAT,&shmInfo);
printf("shm size=%ld\n",shmInfo.shm_segsz);

shmdt(pRet);//斬斷關聯

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釋放內存空間

shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);//RMID表示刪除
//shmdt(pRet);//斬斷關聯

內存映射

定義：mmap是一種內存映射文件的方法，即將一個文件或者其它對象映射到進程的地址空間，實現文件磁盤地址和進程虛擬地址空間中一段虛擬地址的一一對映關系。實現這樣的映射關系后，進程就可以采用指針的方式讀寫操作這一段內存，而系統會自動回寫臟頁面到對應的文件磁盤上，即完成了對文件的操作而不必再調用read,write等系統調用函數。相反，內核空間對這段區域的修改也直接反映用戶空間，從而可以實現不同進程間的文件共享。

Paste_Image.png

#include <sys/mman.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int fd=-1;
    fd=open("test",O_RDWR);
    if(fd==-1)
    {
        perror("open");
        exit(-1);
    }
    //映射
    void *pRet=NULL;
    pRet=mmap(NULL,32,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);//最后一個偏移量
    if((void *)-1==pRet)
    {
        perror("mmap");
        exit(-1);
    }
    //將數據格式化的保存到字符數組里去
    sprintf((char*)pRet,"%s %d %.2f","老司機開車拉",1024,3.14);//(char*)pRet用在pRet的空間用char型保存
    munmap(pRet,32);

    return 0;
}

Paste_Image.png

#include <sys/mman.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int fd=-1;
    fd=open("test",O_RDWR);
    if(fd==-1)
    {
        perror("open");
        exit(-1);
    }
    //映射
    void *pRet=NULL;
    pRet=mmap(NULL,32,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);//最后一個偏移量
    if((void *)-1==pRet)
    {
        perror("mmap");
        exit(-1);
    }
    //將數據格式化的保存到字符數組里去
    char caBuf[32]={'\0'};
    int iData=0;
    float fData=0;
    sscanf(pRet,"%s%d%f",caBuf,&iData,&fData);
    printf("%s %d %.2f\n",caBuf,iData,fData);
    munmap(pRet,32);
    close(fd);
    return 0;
}

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信號:signal

kill：發送一個信號到進程里去
- kill -l
  
  Paste_Image.png
- 前32個信號非可靠信號，后32個可靠信號
信號的產生：分為硬件產生的信號和軟件產生的信號。
平時用的kill -9 就是SIGKILL

/*kill()*/
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
/*fork()*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    pid_t pid=-1;
    pid=fork();
    if(pid>0)
    {
        while(1)
        {
            printf("come on!kill me please!\n");
            sleep(1);
        }
    }
    else if(pid==0)
    {
        int i=5;
        while (1)
        {
            if(i==0)
            {   
                printf("time for killing\n");
                kill(getppid(),SIGKILL);//getppid()得到父進程進城號
                break;
            }
            else
            {
                printf("still have %d sec to kill that sb\n",i);
                sleep(1);
            }
            i--;
        }
    }
    else if(pid==-1)
    {
        perror("fork");
        exit(-1);
    }
}

Paste_Image.png

alarm信號:鬧鐘

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
    //在指定的秒數給本進程發送一個SIGALRM信號
    //該信號的默認處理是結束進程
    alarm(5);
    while(1)
    {
        printf("hahahahahahahahah...\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

Paste_Image.png

raise

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
int main()
{
    int i=5;
    //在指定的秒數給本進程發送一個SIGALRM信號
    //該信號的默認處理是結束進程
    while(1)
    {
        if(i==0)
        {
            raise(SIGKILL);
        }
        else
        {
            printf("kill me ...\n");
        }
        i--;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

Paste_Image.png

最后編輯于：2017.12.04 23:11:26

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