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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(chuàng)建出來的管道,只能在父子進程或子進程間使用,創(chuàng)建該管道的進程一旦結(jié)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(chuàng)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(chuàng)建該管道的進程一旦結(jié)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(chuàng)建的管道是位于內(nèi)核空間的,管道兩端的描述符存儲到pipe數(shù)組
                    //pipefd[0]表示數(shù)據(jù)流出段,可以從此端讀取數(shù)據(jù)
                    //pipefd[1]表示數(shù)據(jù)進入段,可以從此端寫入數(shù)據(jù)
    if(ret==-1)//創(chuàng)建管道失敗
    {
        perror("pipe");
        return -1;
    }
    //創(chuàng)建一個進程
    pid_t pid=-1;
    //管道的創(chuàng)建是創(chuàng)建在內(nèi)核中,不屬于獨立進程
    //fork產(chǎn)生的子進程是不會再創(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)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(nèi)存：

定義：共享內(nèi)存是被多個進程共享的一部分物理內(nèi)存。共享內(nèi)存是進程間共享數(shù)據(jù)的一種最快的方法，一個進程向共享內(nèi)存區(qū)域?qū)懭肓藬?shù)據(jù)，共享這個內(nèi)存區(qū)域的所有進程就可以立刻看到其中的內(nèi)容。

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int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
- 第一個參數(shù)：共享內(nèi)存塊的名字
- 第二個參數(shù)：這塊共享內(nèi)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(shù):內(nèi)存塊名字
    //第二個參數(shù)：共享內(nèi)存的大小
    shmid=shmget(0x1024,1024,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);//內(nèi)存塊名字,內(nèi)存塊大小,創(chuàng)建
    if(shmid==-1)
    {
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("shmget ok=%d\n",shmid);
    return 0;
}

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向內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)

void *pRet=NULL;
pRet=shmat(shmid,NULL,0);//返回內(nèi)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(lián)

return 0;

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讀取內(nèi)存中數(shù)據(jù)

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(shù)據(jù)讀取之后任然留在共享內(nèi)存里面
//直到下次寫數(shù)據(jù)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(lián)

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釋放內(nèi)存空間

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

內(nèi)存映射

定義：mmap是一種內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(nèi)存，而系統(tǒng)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(diào)用read,write等系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)。相反，內(nèi)核空間對這段區(qū)域的修改也直接反映用戶空間，從而可以實現(xiàn)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(shù)據(jù)格式化的保存到字符數(shù)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;
}

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#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(shù)據(jù)格式化的保存到字符數(shù)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(fā)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(chǎn)生：分為硬件產(chǎn)生的信號和軟件產(chǎn)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);
    }
}

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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(shù)給本進程發(fā)送一個SIGALRM信號
    //該信號的默認處理是結(jié)束進程
    alarm(5);
    while(1)
    {
        printf("hahahahahahahahah...\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

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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(shù)給本進程發(fā)送一個SIGALRM信號
    //該信號的默認處理是結(jié)束進程
    while(1)
    {
        if(i==0)
        {
            raise(SIGKILL);
        }
        else
        {
            printf("kill me ...\n");
        }
        i--;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

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