一、什么是進程線程？

進程通信：在用戶空間實現進程通信是不可能的，通過linux內核通信；
線程通信：可以在用戶空間就可以實現，可以通過全局變量通信。

進程間通信如下：

線程間通信如下：

二、進程間通信方式有哪些？

單機模式下的進程通信（只有一個linux內核）管道通信：無名管道、有名管道（文件系統中有名）信號通信：信號（通知）包括：信號的發送、信號的接收和信號的處理。IPC(Inter-Process Communication)通信：共享內存、消息隊列和信號燈。socket通信：存在于一個網絡中兩個進程之間的通信（兩個Linux內核）。

進程間通信都是基于文件IO思想。

三、管道通信

1、無名管道（pipe）

管道文件是一個特殊的文件，由隊列來實現的。 在文件IO中創建一個文件或打開一個文件是由open函數來實現的，它不能創建管道文件。 只能用 pipe 函數來創建管道。int pipe(int fd[2]); -----> unistd.h 參數：得到的文件描述符，讀端fd[0]用來讀，寫端fd[2]用來寫。 返回值：成功：0；失敗：-1。注意：1）管道是創建在內存中的，進程結束，空間釋放，管道就不存在了；2）管道中的大小，讀完了就不存在了；3）如果管道中沒有東西，則會阻塞；4）如果管道中寫滿，再寫時會進入寫阻塞。無名管道的缺點：不能實現不是父子進程（有親緣關系）之間的通信。

2、有名管道 （mkfifo）–>管道文件（p）

所謂有名，即文件系統中存在這個一樣文件節點，每一個文件節點都有一個inode號， 而且這是一個特殊的文件類型：p 管道類型。 1、創建這個文件節點，不可以通過open函數創建，open函數只能創建普通文件，不能創建特殊的文件（管道-mkfifo，套接字-socket，字符設備文件-mknod，塊設備文件-mknod，符號鏈接文件-ln -s，目錄文件mkdir）2、管道文件只有inode號，不占磁盤塊空間，和套接字、字符設備文件、塊設備文件一樣。普通文件和符號鏈接文件及目錄文件，不僅有inode號，還占磁盤塊空間。3、mkfifo 用來創建管道文件的節點，沒有在內核中創建管道。只有通過open函數打開這個文件時才會在內核空間創建管道。 int mkfifo(const char *filename, mode_t mode); 創建管道文件 ---->sys.stat.h 參數：1）管道文件名；2）文件權限，與umask有關。 返回值：成功：0；失敗：-1。有名管道可以實現無親緣關系之間的進程通信。

四、信道通信

1、信號的發送（發送信號進程）

int kill(pid_t pid, int sig); ---->#include <signal.h>、#include <sys/types.h>參數：1）pid，(linux shell查看進程號：ps -axj)正數：要接收的信號的進程的進程號；0：信號被發送到所有和pid進程在同一個進程組的進程；-1：信號發給所有的進程表中的進程（除了進程號最大的進程外）2）sig，信號（linux shell查看所有信號：kill -l）返回值：成功：0；失敗：-1。 int rasie(int sig); -----> #include <signal.h>、#include <sys/types.h>參數：sig，信號；返回值：成功：0；出錯：-1；發送信號給自己，相當于kill(getpid(), sig);注意：getpid() -->獲取當前進程的進程號；getppid() -->獲取當前進程的父進程的進程號。exit(0) --->包含kill(getppid(), 17); unsigned int alarm(unsigned int seconds); ---->#include <unistd.h>功能：alarm只會發送SIGALARM信號，alarm會讓內核定時一段時間之后發送信號，raise會讓內核立刻發送信號。參數：seconds，秒數；返回值：成功：如果調用此alarm()之前，進程已經設置了鬧鐘時間，則返回上一個鬧鐘時間的剩余時 間，否則返回0；出錯：-1；

下面是幾種常見的信號：

SIGHUP ：從終端上發出的結束信號.SIGINT ：來自鍵盤的中斷信號 ( ctrl + c ) .SIGKILL ：該信號結束接收信號的進程 .SIGTERM：kill 命令發出 的信號.SIGCHLD：標識子進程停止或結束的信號.SIGSTOP：來自鍵盤 ( ctrl + z ) 或調試程序的停止執行信號.

2、信號的接收（接收信號進程）

接收信號的進程，需要滿足的條件為這個進程不能結束：sleep。pause()：使進程處于睡眠狀態（S）。 int pause(void); ------>#include <unistd.h>返回值：成功：0；出錯：-1。

3、信號的處理（接收信號進程）

接收信號的進程，應該怎樣處理？處理的方式： 1）進程的默認處理方式（內核為用戶進程設置的默認處理方式）A.忽略B.終止進程C.暫停 2）自己的處理方式：自己告訴內核自己需要處理信號的方式。 void (*signal(int signum, void(*handler)(int)))(int); ----->#include <signal.h>參數：1）signum，指定信號，信號值；2）handler：SIG_IGN：忽略該信號；SIG_DFL：采用系統默認方式處理信號；自定義的信號處理函數指針；返回值：成功：設置之前的信號處理方式；出錯：-1；

五、IPC通信

1、共享內存

打開或創建一個共享內存對象，共享內核在內核是什么樣子？ 一塊緩存，變類似于用戶空間的數組或malloc函數分配的空間一樣。 所需頭文件#include <sys/types.h>、#include <sys/ipc.h>、#include <sys/shm.h>

函數原型	int shmget(key_t key, int size, int shmflg);
參數	key：IPC_PRIVATE或ftok的返回值；
	size：共享內存區大小；
	shmflg：同open函數的權限位，也可以用8進制表示法。
返回值	成功：共享內存段標識符–ID–文件描述符；出錯：-1.

查看IPC對象：ipcs -m(共享內存) / -q(消息隊列) / -s(信號燈); 刪除IPC對象：ipcrm -m/-q/-s id; ftok函數：創建key值。 char ftok(const char *path, char key);參數：1）文件路徑和文件名；2）一個字符；返回值：成功：返回一個key值；出錯：-1；IPC_PRIVATE操作時，共享內存的key值都一樣，都是0，所以使用ftok來創建。

shmat 將共享內存映射到用戶空間中，為了方便用戶空間對共享內存的操作，使用地址映射的方式。

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);參數：1）shmid，ID號2）映射到的地址，NULL為系統自動完成的映射；3）shmflg， SHM_RDONLY共享內存只讀默認是0，表示共享內存可讀寫。返回值：成功：映射后的地址；失敗：NULL。 共享內存特點：1、共享內存創建之后，一直存在于內核中，直到被刪除或系統關閉；2、共享內存和管道不一樣，讀取后，內容仍在共享內存中。 shmdt：將用戶空間的進程里的地址映射刪除。 int shmdt(const void *shmaddr);參數：shmaddr，共享內存映射后的地址返回值：成功：0；出錯：-1. shmctl：刪除共享內存對象。 int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);參數：1）shmid，要操作的共享內存標識符。2）cmd： IPC_STAT(獲取對象屬性) ---->實現了ipcs -m命令IPC_SET(設置對象屬性)IPC_RMID(刪除對象) ---->實現了ipcrm -m命令3）buf：指定IPC_STAT/IPC_SET時用以保存或設置屬性返回值：成功：0；出錯：-1.

六、消息隊列

msqid_ds 內核維護消息隊列的結構體，隊列的第一個消息指針msg_first，最后一個消息指針msg_last，消息中有一個成員指針next。
每一個消息中包含有哪些內容：
Data 數據
Length 數據的長度
Type 數據的類型

msgget ----- 消息隊列的創建或打開函數 int msgget(key_t key, int flag); ----> #include <sys/types.h>/#include <sys/ipc.h>/#include <sys/msg.h>參數：key，和消息隊列關聯的key值；（兩種來源，同共享內存）flag，消息隊列的訪問權限；返回值：成功：消息隊列的ID；出錯：-1。 msgctl：刪除消息隊列對象。 int msgctl(int msgqid, int cmd, struct msgqid_ds *buf);參數：1）msgqid，消息隊列的隊列ID2）cmd： IPC_STAT(獲取消息隊列屬性，并將其保存在buf指向的緩沖區中) ---->實現了ipcs -q命令IPC_SET(設置消息隊列屬性，這個值取自buf參數)IPC_RMID(刪除消息隊列) ---->實現了ipcrm -q命令3）buf：消息隊列緩沖區返回值：成功：0；出錯：-1. msgsnd 寫消息隊列 int msgsnd(int msgqid, const void *msgp, size_t size, int flag);參數：1）msqid：消息隊列的ID；2）msgp：指向消息的指針。常用消息結構msgbuf如下：struct msgbuf{long mtype; //消息類型char mtext[N]; //消息正文};3）size：發送的消息正文的字節數4）flag：IPC_NOWAIT 消息沒有發送完成函數也會立即返回；0 直到發送完成函數才返回；返回值：成功：0；出錯：-1. msgrcv 讀消息隊列 int msgrcv(int msgid, void *msgp, size_t size, long magtype, int flag);參數：1）msgid:消息隊列的ID2）msgp:接收消息的緩沖區3）size:要接收的消息的字節數4）msgtype: 0:接收消息隊列中的第一個消息；>0:接收消息隊列中第一個類型為msgtyp的消息；<0:接收消息隊列中類型值不大于msgtyp的絕對值且類型值又最小的消息。5）flag: 0:若無消息會一直阻塞；IPC_NOWAIT:若沒有消息，進程會立即返回ENOMSG.返回值：1）成功：接收到的消息的長度；2）出錯：-1；

七、信號燈

所有的函數都是對一個集合的操作。
#include <sys/types.h>、#include <sy/sipc.h>、#include <sys/sem.h>

semget --->創建/打開信號燈集 int semget(key_t key, int nsems, int semflg);參數： 1）key: 和信號燈集關聯的key值；2）nsems: 信號燈集中包含的信號燈數目；3）semflg: 信號燈集的訪問權限；返回值：1）成功：信號燈集的ID;2）出錯：-1. semctl ---->刪除信號燈集 int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...union semun arg(不是地址));參數：1）semid：信號燈集ID;2）semnum：要修改的信號燈變量（若要刪除信號燈集，此參數可以隨意選擇）3）cmd： GETVAL:獲取信號燈的值;SETVAL:設置信號燈的值;IPC_RMID:從系統中刪除信號燈集合.返回值：成功：0；出錯：-1.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux系统编程之进程通信的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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