进程间通信(IPC)学习

1、Linux进程间通信方法：信号、管道与命名管道、消息队列共享主存、信号量、套接字

 

3、信号通信

 3.1、在Linux环境下，可通过运行“kill -l”命令获得Linux支持的信号列表

 3.2、信号生命周期：信号诞生、信号在进程中注册、信号在进程中注销、信号处理函数执行完毕

 3.3、信号处理函数

  a)、信号安装函数：#clude<signal.h>,主要有signal()和sigaction()函数

  b)、信号发送函数：最常用的5个发送信号的函数是：kill()，raise(),alarm(),settimer(),pause(),需包含头文件<signal.h>和<sys/types.h>

  c)、信号操作函数：

  int sigemptyset(sigset-t *set);              //信号集合清空

  int sigfillset(sigset_t *set);            //设置包含所有信号的全集

  int sigaddset(sigset_t *set, int signo);    //把一个信号加入信号集合

  int sigdelset(sigset_t *set, int signo);     //把一个信号从集合里删除

  int sigismember(const sigset_t *set, int signo);    //判断信号是否包含在给定集合中

  int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);     //设置进程中断屏蔽码

  how = [SIG_BLOCK, SIG_UNBLOCK, SIG_SETMASK], *oset对设置前屏蔽码做备份

 

4、管道通信：

 4.1、概述：管道是通过内核缓冲区按先进形象地先出的方式传输数据，对于管道，可以当作是连接两个命令或应用程序的一个单向连接器。

 4.1、管道通信分为匿名管道（pipe）和命名管道(FIFO)。

 4.2、匿名管道局限性：a、只支持单向数据流;b、只能用于具有亲缘关系的进程;c、没有名字;d、缓冲区有限，大小为一个页面。 #include<unistd.h>     int pipe(int fd[2])

 4.3、命名管道：#include<sys/types.h>      #include<sys/stat.h>    int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode)

 

5、消息队列

5.1、消息队列基本原理：

子进程child发送首次登记的标志FLAG(msgtyp>0)和child进程号到服务器进程server注册，在server段使用msgrcv(Q_MSG_KEY, &recv_buf, sizeof(Message)-sizeof(long), FLAG, 0)接收，Message正文不包括消息头的标志。然后server端发送server进程号，接收消息标志为子进程号的Message到子进程表示接收到先前消息。

消息队列通过消息标志（即进程号）进行通信，如果客户/服务端进程有任何一方退出，则可能会出现消息丢失。即把退出一方的进程号作为标志的消息不会被任何进程接收，因为其他的进程号和消息标志不匹配。

 一般过程： 

  建立连接开始数据通信 

  回复反馈信息 

  发送注册信息

  Server

  Client 

  消息队列通信

5.2、消息队列基本操作：

 这些操作包含在以下3个头文件中：#include<sys/types.h>    #include<sys/ipc.h>      #include<sys/msg.h>

 a)、打开或创建一个消息队列：int msgget(key_t key, int flag)

 b)、读写操作：int msgsnd(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, int msgflg));

int msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long int msgtyp, int msgflg)); //接收消息

 c)、消息队列属性操作：int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

 

6、信号量

6.1、信号量基本操作：

 必须包含以下3个头文件：#include<sys/types.h>  #include<sys/ipc.h>  #include<sys/sem.h>

 a)、打开或创建信号量： int semget(key_t key, int nsems, int flag);

 b)、信号量值操作： int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);可以用于增加或减小信号量值。

 c)、信号量属性操作：int semctl(int sem_id, int semnum, int cmd);

 

7、共享主存

7.1、概述：共享内存就是多个进程共享一端物理内存空间，通过把一段物理内存地址映射不同的虚空间来实现，而消息队列是把数据从应用缓冲区到核心缓冲区往返复制。因此共享内存的通信使用效率比消息队列高，但存在复杂的同步互斥关系。

7.2、基本操作：

int shmget((key_t key, int size, int shmflg));                      //创建或取得一块共享内存

int shmctl((int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf));             //共享内存操作

void *shmat((int shmid, const void *shmaddr, int shmflg));       //获取共享内存的指针

int shmdt((const void *shmaddr));                                   //将共享内存块从进程中分离/删除