传统的进程间通信方式 1.无名管道（pipe） 2.有名管道（fifo） 3.信号（signal）； 闹钟信号应用实例

传统的进程间通信方式 1.无名管道（pipe） 2.有名管道（fifo） 3.信号（signal）

linux下进程间的通信方式：

传统的进程间通信方式 1.无名管道（pipe） 2.有名管道（fifo） 3.信号（signal）

System V IPC 对象 1.共享内存（share memory) 2.消息队列(message queue ) 3.信号灯 (semaphore)

BSD

套接字（socket）

下面进行逐一介绍：

无名管道：这里所说的主要只无名管道，它具有如下特点，只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信，半双工的通信模式，具有

固定的读端和写端，管道可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写可以使用文件IO，如read、write函数。

管道是基于文件描述符的通信方式，当一个管道建立时，他会创建两个文件描述符 fd[0]和fd[1].其中fd[0]固定用于读管道，而

fd[1]固定用于写管道。这样就构成了一个半双工的通道。

管道创建函数：

所需头文件 ： #include <unistd.h>

函数原型 ： int pipe(int fd[2])

函数参数 ： fd 包含两个元素的整型数组

函数返回 ： 成功0，出错 -1；

例如 ;

int main()

{

int pfd[2];

if(pipe(pfd)<0)

{
perror("pipe");
return -1;

}

else

{
printf("pipe create success\n");

}

close(fd[0]);

close(fd[1]);

}

当管道中无数据时，读操作会阻塞

向管道写数据时候，linux将不能保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据，

如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作会一直阻塞。

只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将受到内核传来的SIFPIPE信号（通常Broken pipe错误）

无名管道只能由于具有亲缘关系的进程之间，这就限制了无名管道的使用范围，有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信，有名管道可以通过路径来指明，

并且在文件系统中可见。

进程通过文件IO来操作有名管道，fifo原则，不支持lseek操作。

创建管道函数：

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/types.h>

函数原型 ;

int mkfifo (const char * filename ,mode_t mode );

函数参数： filename ：要创建的管道

mode ：指定创建的管道的访问权限，一般用8进制表示

函数返回值 ：成功0，失败-1

信号通信：

信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，是一种异步通信方式。

信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它赖通知用户空间进程发生了哪些系统事件。

如果该进程当前并未处于执行态，则该信号就由内核保护起来，知道该进程恢复执行再传递给它，如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号的

传递被延迟，直到其阻塞被取消时菜被传递给进程。

用户进程对信号的响应方式：

忽略信号： 对信号不做任何处理，但是有两个信号不能忽略SIGKILL、SIGSTOP

捕捉信号： 定义信号处理函数，当信号发生时，执行响应的处理函数。

执行缺省操作： Linux对每种信号都规定了默认操作。

信号的发送和捕捉

信号的发送：

kill()和raise()

kill函数同读者熟知的kill系统命令一样，可以发送信号给进程或进程组（kill系统命令只是kill函数的一个用户接口）

kill -l 命令查看系统支持的信号列表

raise函数允许进程向自己发送信号。

所需头文件：

#include <signal.h>

#include <sys/types.h>

函数原型：

int kill(pid_t pid,int sig)

函数参数：

pid：正数，要接受的进程的进程号

0，信号被发送到所有和pid进程在同一个进程组的进程

-1，信号发给所有的进程表中的进程（除了进程号最大的进程）

sig：信号

返回 成功 0，失败-1

int raise(int sig);

例子：

int main()

{

 pid_t pid;

 int ret;

 if((pid = fork())<0)

{
perror("fork");
exit(-1);

}

if(pid == 0)
{
raise(SIGSTOP);
printf("");
exit(0);
}

else

{
printf("pid =%d\n",pid);
if((waitpid(pid,NULL,WNOHANG))==0)
{
kill(pid,SIGKILL);
printf("kill %d\n",pid);
}

}

}

另外两个比较重要的函数

alarm()，pause()

alarm()也称为闹钟函数，它可以在进程中设置一个定时器。当定时器指定的时间到的时候，内核就向进程发送SIGALARM信号。

pause()函数是用于将调用进程挂起，直到收到信号为止。

函数原型;

unsigned int alarm(unsigned int seconds)

函数参数：

seconds 指定秒数

函数返回值： 成功则返回 如果调用alarm()前，进程中已经设置了闹钟时间，则返回上个闹钟时间的剩余时间，否则返回0

失败 -1

int pause(void)

返回值 ：-1，并且把error值设为EINTR。

alarm只是定时器，在时间未到的阶段程序会继续往下执行。

那么既然发出了信号，如何进行捕捉处理呢？因此引出了信号的捕捉及处理函数。

信号处理有2种方式：简单的signal()函数，使用信号集函数组

signal()

使用该函数的时候，需要指定要处理的信号和处理信号的函数。

函数原型：

void （*signal（int signum，void（*handler）(int))）(int);

函数参数：

signum :指定的信号

handler：SIG_IGN 忽略该信号

SIG_DFL 采用系统默认的方式处理信号
自定义的信号处理函数指针

函数返回值： 成功 设置之前的信号处理方式。
失败 -1；

例如：

void my_fun(int signo)

{
if(signo == SIGINT)
printf("get SIGINT\n");

}

int main()

{
signal(SIGINT,my_fun);
pause();
exit(0);

}

经典例子：

用信号的知识实现司机售票员问题：

1、售票员捕捉SIGINT（代表开车）信号，向司机发送SIGUSR1信号，司机打印("let's gogogog")

2、售票员捕捉SIGQUIT(代表停车）信号，向司机发送SIGUSR2信号，司机打印("stop the bus")

3、司机捕捉SIGTSTP（代表车到终点站）信号，向售票员发送SIGUSR1信号，售票员打印（"please get off the bus"）

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <signal.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t pid;

void conductor(
a752
int signo)

{
switch ( signo )
{
case SIGINT:
kill(getppid(), SIGUSR1);
break;
case SIGQUIT:
kill(getppid(), SIGUSR2);
break;
case SIGUSR1:
printf("all get off the bus\n");
exit(0);
}

return;

}

void driver(int signo)

{
switch ( signo )
{
case SIGUSR1:
printf("gogogo\n");
break;
case SIGUSR2:
printf("stop the bus\n");
break;
case SIGTSTP:
kill(pid, SIGUSR1);
wait(NULL);
exit(0);
}

return;

}

int main()

{

if ((pid = fork()) < 0)
{
perror("fail to fork");
exit(-1);
}
else if (pid == 0) // conductor
{
signal(SIGINT, conductor);
signal(SIGQUIT, conductor);
signal(SIGUSR1, conductor);
signal(SIGTSTP, SIG_IGN);
while ( 1 )
{
pause();
}
}
else // driver
{
signal(SIGUSR1, driver);
signal(SIGUSR2, driver);
signal(SIGTSTP, driver);
signal(SIGINT, SIG_IGN);
signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
while ( 1 )
{
pause();
}
}

return 0;

}

 

 

 

pipe :具有亲缘关系的进程间，单工，数据在内存中

fifo：可用于任意进程间，双工，有文件名，数据在内存

signal：唯一的异步通信方式

msg：常用在cs模式中，按消息类型访问，可有优先级

shm：效率最高（直接访问内存），需要同步、互斥机制

sem：配合共享内存使用，用以实现同步和互斥