进程间通信机制有哪些？

进程间的通信方式：   1.管道（pipe）及有名管道（namedpipe）：    管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。   有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。   2.信号（signal）：     信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。   3.消息队列（messagequeue）：    消息队列是消息的链接表，它克服了上两种通信方式中信号量有限的缺点，具有写权限得进程可以按照一定得规则向消息队列中添加新信息；对消息队列有读权限得进程则可以从消息队列中读取信息。      其基本思想是:根据”生产者-消费者”原理,利用内存中公用消息缓冲区实现进程之间的信息交换.   内存中开辟了若干消息缓冲区,用以存放消息.每当一个进程向另一个进程发送消息时,便申请一个消息缓冲区,并把已准备好的消息送到缓冲区,然后把该消息缓冲区插入到接收进程的消息队列中,最后通知接收进程.接收进程收到发送里程发来的通知后,从本进程的消息队列中摘下一消息缓冲区,取出所需的信息,然后把消息缓冲区不定期给系统.系统负责管理公用消息缓冲区以及消息的传递.   一个进程可以给若干个进程发送消息,反之,一个进程可以接收不同进程发来的消息.显然,进程中关于消息队列的操作是临界区.当发送进程正往接收进程的消息队列中添加一条消息时,接收进程不能同时从该消息队列中到出消息:反之也一样.    4.共享内存（sharedmemory）：     可以说这是最有用的进程间通信方式。它使得多个进程可以访问同一块内存空间，不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据得更新。这种方式需要依靠某种同步操作，如互斥锁和信号量等。    这种通信模式需要解决两个问题：第一个问题是怎样提供共享内存；第二个是公共内存的互斥关系则是程序开发人员的责任。     5.信号量（semaphore）：     主要作为进程之间及同一种进程的不同线程之间得同步和互斥手段。   6.套接字（socket）；     套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。用法：   1 管道 　　它包括无名管道和有名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者用于运行于同一台机器上的任意两个进程间的通信。 　　1.1 无名管道由pipe（）函数创建： 　　

#include<unistd.h>

intpipe(intfiledis[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。 #defineINPUT0

#defineOUTPUT1

voidmain() 

{

    intfile_descriptors[2];

    /*定义子进程号*/

    pid_tpid;

    charbuf[256];

    intreturned_count;

    /*创建无名管道*/

    pipe(file_descriptors);

    /*创建子进程*/

    if((pid=fork())==-1){

        printf("Errorinfork\n");

        exit(1);

    }

    /*执行子进程*/

    if(pid==0){

        printf("inthespawned(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],"testdata",strlen("testdata"));

        exit(0);

    }else{

        /*执行父进程*/

        printf("inthespawning(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("%dbytesofdatareceivedfromspawnedprocess:%s\n",

        returned_count,buf);

    }

}

      1.2 有名管道可由两种方式创建　　　方式一：mkfifo("myfifo","rw"); 　　　方式二：mknodmyfifop 　　 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。

/*进程一：读有名管道*/

#include<stdio.h>

#include<unistd.h>

voidmain() 

{

    FILE*in_file;

    intcount=1;

    charbuf[80];

    in_file=fopen("mypipe","r");

    if(in_file==NULL){

        printf("Errorinfdopen.\n");

        exit(1);

    }

    while((count=fread(buf,1,80,in_file))>0)

        printf("receivedfrompipe:%s\n",buf);

    fclose(in_file);

}

/*进程二：写有名管道*/

#include<stdio.h>

#include<unistd.h>

voidmain() 

{

    FILE*out_file;

    intcount=1;

    charbuf[80];

    out_file=fopen("mypipe","w");

    if(out_file==NULL){

        printf("Erroropeningpipe.");

        exit(1);

    }

    sprintf(buf,"thisistestdataforthenamedpipeexample\n");

    fwrite(buf,1,80,out_file);

    fclose(out_file);

}

      2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，我们可以用流管道或者套接口的方式来取代它，所以，我们对此方式也不再解释，也建议读者忽略这种方式。 　3共享内存 　　 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行读写。     得到共享内存有两种方式：映射/dev/mem设备和内存映像文件。前一种方式不给系统带来额外的开销，但在现实中并不常用，因为它控制存取的将是实际的物理内存，　　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> 　　　　              intshmget(key_tkey,intsize,intflag); 　　 这个函数有点类似大家熟悉的malloc函数，系统按照请求分配size大小的内存用作共享内存。　         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(intshmid,void*addr,intflag); 　   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。 　    使用共享存储来实现进程间通信的注意点是对数据存取的同步，必须确保当一个进程去读取数据时，它所想要的数据已经写好了。通常，信号量被要来实现对共享存储数据存取的同步，另外，可以通过使用shmctl函数设置共享存储内存的某些标志位如SHM_LOCK、SHM_UNLOCK等来实现。 　　 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。 

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/sem.h>

intsemget(key_tkey,intnsems,intflag);

structsem{

shortsempid;/*pidoflastoperaton*/

ushortsemval;/*currentvalue*/

ushortsemncnt;/*numprocsawaitingincreaseinsemval*/

ushortsemzcnt;/*numprocsawaitingsemval=0*/

}　　　    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。 　　intsemctl(intsemid,intsemnum,intcmd,unionsemunarg); 　　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。 　　intsemop(intsemid,structsembufsemoparray[],size_tnops); 　　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。

#include<stdio.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/sem.h>

#include<sys/ipc.h>

voidmain() 

{

    key_tunique_key;/*定义一个IPC关键字*/

    intid;

    structsembuflock_it;

    unionsemunoptions;

    inti;

    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("semaphoreid=%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("valueofsemaphoreatindex0is%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("cannotlocksemaphore.\n");

        exit(1);

    }

    i=semctl(id,0,GETVAL,0);

    printf("valueofsemaphoreatindex0is%d\n",i);

    /*清除信号量*/

    semctl(id,0,IPC_RMID,0);

}

     可以使用系统调用semget()创建一个新的信号量集，或者存取一个已经存在的信号量集：      intsemget(key_tkey,intnsems,intsemflg);   下面是一个打开和创建信号量集的程序：

intopen_semaphore_set(key_tkeyval,intnumsems)

{

    intsid;

    if(!numsems)

        return(-1);

    if((sid=semget(mykey,numsems,IPC_CREAT|0660))==-1)

    {

        return(-1);

    }

    return(sid);

}       系统调用：semop();      调用原型：intsemop(intsemid,structsembuf*sops,unsignednsops);      返回值：0，如果成功。-1，如果失败：errno=E2BIG(nsops大于最大的ops数目)系统调用：semctl();原型：intsemctl(intsemid,intsemnum,intcmd,unionsemunarg);返回值：如果成功，则为一个正数。如果失败，则为-1：errno=EACCESS(权限不够)