/* 1，進(jìn)程間通信 （IPC ） Inter-Process Communication比較好理解概念的就是進(jìn)程間通信就是在不同進(jìn)程之間傳播或交換信息。2，linux下IPC機(jī)制的分類：管道、信號、共享內(nèi)存、消息隊(duì)列、信號量、套接字3，這篇主要說說管道：本質(zhì)是文件，其他理論什么的網(wǎng)上已經(jīng)有一大堆了，我就只寫一點(diǎn)用法吧。3.1 特點(diǎn)1)管道是最古老的IPC，但目前很少使用2）以文件做交互的媒介，管道分為有名管道和無名管道3）歷史上的管道通常是指半雙工管道3.2 管道：有兩種形式，命令行和非命令行（1）命令行：mkfifo testfifoecho "testfifo" >fifocat fifo（2）非命令行：這里又分有名管道和無名管道編程模型：進(jìn)程A創(chuàng)建管道(mkfifo) -> 進(jìn)程A寫打開管道(open) -> 進(jìn)程B讀打開管道(open) -> 進(jìn)程A開始往管道里寫數(shù)據(jù)(write) ->進(jìn)程B從管道中讀數(shù)據(jù)(read) -> 進(jìn)程A關(guān)閉管道(close) -> 進(jìn)程B關(guān)閉管道(close) -> 刪除管道(unlink) */ //有名管道（實(shí)例）： //進(jìn)程A：#include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> #include<stdio.h>#define PIPENAME "pipetest"int main() {// 創(chuàng)建管道if(mkfifo(PIPENAME, 0666) < 0){perror("mkfifo");return -1;}// 寫打開管道 int fd = open(PIPENAME, O_WRONLY);if(-1 == fd){perror("open");return -1;}unlink(PIPENAME);int i = 0;for(i = 0; i < 10; i++){write(fd, &i, sizeof(i));printf("%d\n", i);sleep(1); // 這個(gè)是以秒為單位掛起}// 關(guān)閉管道close(fd);return 0;}//進(jìn)程B：#include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> #include<stdio.h>#define PIPENAME "pipetest"int main() {// 讀打開管道int fd = open(PIPENAME, O_RDONLY);if(-1 == fd){perror("open");return -1;}int num = 0;int i = 0;for(i = 0; i < 10; i++){read(fd, &num, sizeof(int));printf("%d\n", num);fflush(stdout); // 強(qiáng)制刷新輸出緩沖區(qū)}printf("\n");close(fd);return 0;}/* 一，消息隊(duì)列1，概念：“消息隊(duì)列”是在消息的傳輸過程中保存消息的容器2，消息隊(duì)列就是一個(gè)消息的鏈表。可以把消息看作一個(gè)記錄，具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級。對消息隊(duì)列有寫權(quán)限的進(jìn)程可以向消息隊(duì)列中按照一定的規(guī)則添加新消息；對消息隊(duì)列有讀權(quán)限的進(jìn)程則可以從消息隊(duì)列中讀走消息。消息隊(duì)列是隨內(nèi)核持續(xù)的。3，編程注意事項(xiàng)：使用時(shí)先把數(shù)據(jù)封裝成消息，把消息存入隊(duì)列編程步驟： 具體函數(shù)的用法可以用man手冊查看（強(qiáng)力推薦）（1）ftok()生產(chǎn)key（2）使用msgget( ) 創(chuàng)建/獲取消息隊(duì)列，返回值是隊(duì)列標(biāo)識符（3）使用msgsnd( ) 發(fā)送消息使用msgrcv( ) 接收消息（4）使用msgctl( ) 刪除消息隊(duì)列 4，實(shí)例：sendmsg.c 用來發(fā)送消息的 */ // sendmsg.c#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<string.h>struct my_msg {int mtype; // 消息類型char buf[256]; }msg1, msg2;int main() {key_t key = ftok("./", 88);int msgid = msgget(key, 0666|IPC_CREAT);if(-1 == msgid){perror("msgget failed!!!");exit(1);}msg1.mtype = 2;strcpy(msg1.buf, "hello, msg2");msgsnd(msgid, &msg1, sizeof(msg1), 0); // 阻塞// msgsnd(msgid, &msg1, sizeof(msg1), IPC_NOWAIT); // 非阻塞msg2.mtype = 1;strcpy(msg2.buf, "hello, msg1");msgsnd(msgid, &msg2, sizeof(msg2), 0); // 阻塞printf("消息發(fā)送完成，按回車銷毀消息隊(duì)列\(zhòng)n");getchar();if(-1 == shmctl(msgid, IPC_RMID, NULL)){perror("shmctl failed");exit(2);}return 0; }//recvmsg.c 用來接收消息的// recvmsg.c#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<string.h>struct my_msg {int mtype; // 消息類型char buf[256]; }msg;int main() {key_t key = ftok("./", 88);// 獲取消息隊(duì)列int msgid = msgget(key, 0);if(-1 == msgid){perror("msgget failed!!!");exit(1);}int res = msgrcv(msgid, &msg, sizeof(msg),2, // 取消息類型為2的消息0);printf("類型：%d, 內(nèi)容：%s\n", msg.mtype, msg.buf);printf("消息接收完成，按回車銷毀消息隊(duì)列\(zhòng)n");getchar();if(-1 == shmctl(msgid, IPC_RMID, NULL)){perror("shmctl failed");exit(2);}return 0; }/* 一，共享內(nèi)存 內(nèi)核管理一片物理內(nèi)存，允許不同的進(jìn)程同時(shí)映射，多個(gè)進(jìn)程可以映射同一塊內(nèi)存，被多個(gè)進(jìn)程同時(shí)映射的物理內(nèi)存，即共享內(nèi)存。 映射物理內(nèi)存叫掛接，用完以后解除映射叫脫接。1，共享內(nèi)存的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)：是最快的IPC。缺點(diǎn)：要編程者自己實(shí)現(xiàn)對共享內(nèi)存互斥訪問。如何實(shí)現(xiàn)？2，編程模型：具體函數(shù)的用法可以用man手冊查看（強(qiáng)力推薦）進(jìn)程A： writeshm.c1) 獲得key, ftok()2) 使用key來創(chuàng)建一個(gè)共享內(nèi)存 shmget()3) 映射共享內(nèi)存（得到虛擬地址）， shmat()4) 使用共享內(nèi)存， 往共享內(nèi)存中寫入數(shù)據(jù)5) 解除映射 shmdt()6) 如果共享內(nèi)存不再使用，可以使用shmctl()銷毀共享內(nèi)存進(jìn)程B： readshm.c 1) 獲得key, ftok() 2) 使用key來獲得一個(gè)共享內(nèi)存 shmget() 3) 映射共享內(nèi)存（得到虛擬地址）， shmat() 4) 使用共享內(nèi)存， 讀取共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù) 5) 解除映射 shmdt() 3，實(shí)例*///進(jìn)程A： // writeshm.c#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h>int main() {// 生成一個(gè)keykey_t key = ftok("./", 66);// 創(chuàng)建共享內(nèi)存，返回一個(gè)idint shmid = shmget(key, 8, IPC_CREAT|0666|IPC_EXCL);if(-1 == shmid){perror("shmget failed");exit(1);}// 映射共享內(nèi)存，得到虛擬地址void *p = shmat(shmid, 0, 0);if((void*)-1 == p){perror("shmat failed");exit(2);}// 寫共享內(nèi)存int *pp = p;*pp = 0x12345678;*(pp + 1) = 0xffffffff;// 解除映射if(-1 == shmdt(p)){perror("shmdt failed");exit(3);}printf("解除映射成功，點(diǎn)擊回車銷毀共享內(nèi)存\n");getchar();// 銷毀共享內(nèi)存if(-1 == shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)){perror("shmctl failed");exit(4);}return 0; }//進(jìn)程B：// readshm.c#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h>int main() {// 生成一個(gè)keykey_t key = ftok("./", 66);// 獲取共享內(nèi)存，返回一個(gè)idint shmid = shmget(key, 0, 0);if(-1 == shmid){perror("shmget failed");exit(1);}// 映射共享內(nèi)存，得到虛擬地址void *p = shmat(shmid, 0, 0);if((void*)-1 == p){perror("shmat failed");exit(2);}// 讀共享內(nèi)存int x = *(int *)p;int y = *((int *)p + 1);printf("從共享內(nèi)存中都取了：0x%x 和 0x%x \n", x, y);// 解除映射if(-1 == shmdt(p)){perror("shmdt failed");exit(3);}return 0; }/* 一、信號量1，信號量本質(zhì)是一個(gè)計(jì)數(shù)器，控制訪問共享資源的最大并行進(jìn)程總數(shù)。（和信號有很大的區(qū)別）2，信號量的使用主要是用來保護(hù)共享資源，使得資源在一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程（線程）所擁有。 信號量的值為正的時(shí)候，說明它空閑。所測試的線程可以鎖定而使用它。若為0，說明它被占用，測試的線程要進(jìn)入睡眠隊(duì)列中，等待被喚醒。3，信號量分類：Linux提供兩種信號量： （1） 內(nèi)核信號量，由內(nèi)核控制路徑使用 （2） 用戶態(tài)進(jìn)程使用的信號量，這種信號量又分為POSIX信號量和SYSTEMV信號量。 POSIX信號量又分為有名信號量和無名信號量。 有名信號量，其值保存在文件中, 所以它可以用于線程也可以用于進(jìn)程間的同步。無名信號量，其值保存在內(nèi)存中。干貨來源： http://blog.csdn.net/qinxiongxu/article/details/78305374，最簡單的信號量是只能取0和1的變量，這也是信號量最常見的一種形式，叫做二進(jìn)制信號量。而可以取多個(gè)正整數(shù)的信號量被稱為通用信號量。這里主要討論二進(jìn)制信號量。5，使用方法使用時(shí)給其一個(gè)初始值，假如該資源允許同時(shí)兩個(gè)進(jìn)程使用，初始值就設(shè)置為2,有一個(gè)進(jìn)程使用該資源計(jì)數(shù)-1（原子操作），有一個(gè)進(jìn)程放棄使用該資源計(jì)數(shù)+1（原子操作）。如果計(jì)數(shù)為0,不允許新的進(jìn)程來訪問資源，新的進(jìn)程阻塞等待，直到計(jì)數(shù)重新大于0解除阻塞。 如果有多個(gè)資源需要控制訪問，就需要多個(gè)信號量，把多個(gè)信號量存入數(shù)組中，這個(gè)數(shù)組就叫信號量集。二，編程實(shí)現(xiàn)參考： http://blog.csdn.net/ljianhui/article/details/10243617 其實(shí)就是用這篇博客的。這里用的是二進(jìn)制信號量，初始值是1，最多允許1個(gè)進(jìn)程獲取信號量。 這個(gè)例子采用兩個(gè)相同的程序往終端輸出字符，根據(jù)命令行參數(shù)加以區(qū)分。*/#include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<sys/sem.h>union semun {int val;struct semid_ds *buf;unsigned short *arry; };static int sem_id = 0; static int set_semvalue(); static void del_semvalue(); static int semaphore_p(); static int semaphore_v();int main(int argc, char **argv) {char message = 'x';int i = 0;// 創(chuàng)建信號量sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666|IPC_CREAT);if(argc > 1){// 程序第一次調(diào)用，初始化信號量if(!set_semvalue()){fprintf(stderr, "Failed Init semaphore\n");exit(EXIT_FAILURE);}// 設(shè)置輸出到屏幕中的信息message = argv[1][0];sleep(2);}for(i = 0; i < 10; i++){if(!semaphore_p()) // 進(jìn)入臨界區(qū){exit(EXIT_FAILURE);}printf("%c", message);fflush(stdout); // 清理緩沖區(qū)sleep(rand() % 3); // 休眠隨機(jī)時(shí)間printf("%c", message);fflush(stdout); if(!semaphore_v()) // 離開臨界區(qū){exit(EXIT_FAILURE);}sleep(rand() % 2); // 休眠隨機(jī)時(shí)間}sleep(10);printf("\n %d - finished\n", getpid());if(argc > 1){sleep(3);del_semvalue();}exit(EXIT_SUCCESS); }// 初始化信號量 static int set_semvalue() {union semun sem_union;sem_union.val = 1;if(-1 == semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union)){return 0;}return 1; }// 刪除信號量 static void del_semvalue() {union semun sem_union;if(-1 == semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union)){fprintf(stderr, "Failed delete semphore\n");} }// 對信號量-1操作，即等待P(sv) static int semaphore_p() {struct sembuf sem_b;sem_b.sem_num = 0;sem_b.sem_op = -1; // P()sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;if(-1 == semop(sem_id, &sem_b, 1)){fprintf(stderr, "Failed semaphore_p()\n");return 0;}return 1; }// 釋放操作， +1， 發(fā)送信號V(sv) static int semaphore_v() {struct sembuf sem_b;sem_b.sem_num = 0;sem_b.sem_op = 1; // P()sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;if(-1 == semop(sem_id, &sem_b, 1)){fprintf(stderr, "Failed semaphore_v()\n");return 0;}return 1; } /* 因?yàn)槊總€(gè)程序都在其進(jìn)入臨界區(qū)后和離開臨界區(qū)前打印一個(gè)字符，所以每個(gè)字符都應(yīng)該成對出現(xiàn)。 一個(gè)進(jìn)程在打印時(shí)，會先執(zhí)行P操作，若沒有打印完，也就是沒有執(zhí)行V操作。另一個(gè)進(jìn)程要執(zhí)行打印，也要進(jìn)行P操作，這時(shí)候由于信號量的值為0，獲取信號量失敗，進(jìn)程只能掛起自己。等另一個(gè)程序釋放（V操作）才能打印。 任何時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程得到了信號量，只有一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行打印 總結(jié)： 信號量是一個(gè)特殊的變量，程序?qū)ζ湓L問都是原子操作，且只允許對它進(jìn)行等待（即P(信號變量))和發(fā)送（即V(信號變量))信息操作。 我們通常通過信號來解決多個(gè)進(jìn)程對同一資源的訪問競爭的問題，使在任一時(shí)刻只能有一個(gè)執(zhí)行線程訪問代碼的臨界區(qū)域， 也可以說它是協(xié)調(diào)進(jìn)程間的對同一資源的訪問權(quán)，也就是用于同步進(jìn)程的。 */

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux下进程间通信方式之管道、信号、共享内存、消息队列、信号量、套接字的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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