Linux环境编程8进程间通信

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linux系统进程间通信的方式

linux系统进程间通信的方式

linux系统进程间通信的方式
Linux系统进程间通信的方式有多种,其中比较常见的有管道、消息队列、信号量、共享内存和套接字等。

1. 管道:管道是一种半双工的通信方式,其本质是一块内存缓冲区。

它分为匿名管道和命名管道,匿名管道只能用于父子进程之间的通信,而命名管道则可以用于任意两个进程之间的通信。

2. 消息队列:消息队列是一种通过内核实现的进程间通信机制,其可以实现多对多的进程通信。

消息队列可以设置消息的优先级和大小,发送方通过消息队列发送消息,接收方则通过读取消息队列的方式获取消息。

3. 信号量:信号量是一种用于同步多进程共享资源的机制。

它可以用来解决多个进程同时访问共享资源时所产生的竞争问题。

通过信号量机制,进程可以申请资源、释放资源以及等待资源。

4. 共享内存:共享内存是一种高效的进程间通信方式,它允许多个进程共享同一块物理内存空间。

多个进程可以直接访问这块内存,从而实现进程间数据的快速传递。

5. 套接字:套接字是一种跨网络的进程间通信方式,它可以实现不同主机上的进程之间的通信。

套接字可以用于实现客户端和服务器的通信,也可以用于实现进程之间的通信。

总的来说,不同的进程间通信方式有不同的应用场景,开发者需要根据实际的需求选择合适的进程间通信方式。

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linux环境进程间通信(全)

linux环境进程间通信(全)

LINUX 环境进程间通信(全)目录一.Linux环境进程间通信(一):管道及有名管道 (3)1、管道概述及相关API应用 (3)1.1 管道相关的关键概念 (3)1.2管道的创建: (3)1.3管道的读写规则: (3)1.4管道应用实例: (8)1.5管道的局限性 (10)2、有名管道概述及相关API应用 (10)2.1 有名管道相关的关键概念 (10)2.2有名管道的创建 (10)2.3有名管道的打开规则 (10)2.4有名管道的读写规则 (11)2.5有名管道应用实例 (14)小结: (14)二.Linux环境进程间通信(二):信号(上) (17)1、信号及信号来源 (17)1.1信号本质 (17)1.2信号来源 (17)2、信号的种类 (17)2.1可靠信号与不可靠信号 (17)2.2实时信号与非实时信号 (18)3、进程对信号的响应 (18)4、信号的发送 (19)5、信号的安装(设置信号关联动作) (20)6、信号集及信号集操作函数: (23)7、信号阻塞与信号未决 (24)三.Linux环境进程间通信(二):信号(下) (26)1、信号生命周期 (26)2、信号编程注意事项 (27)2.1 防止不该丢失的信号丢失 (27)2.2 程序的可移植性 (27)2.3 程序的稳定性 (28)3、深入浅出:信号应用实例 (29)实例一:信号发送及处理 (29)实例二:信号传递附加信息 (30)实例三:信号阻塞及信号集操作 (32)结束语: (33)四.Linux环境进程间通信(三):消息队列 (34)1、消息队列基本概念 (34)2、操作消息队列 (35)消息队列API (36)3、消息队列的限制 (38)4、消息队列应用实例 (39)小结: (41)五.Linux环境进程间通信(四):信号灯 (44)1、信号灯概述 (44)2、Linux信号灯 (44)3、信号灯与内核 (44)4、操作信号灯 (45)5、信号灯的限制 (47)6、竞争问题 (48)7、信号灯应用实例 (48)六.Linux环境进程间通信(五):共享内存(上) (53)1、内核怎样保证各个进程寻址到同一个共享内存区域的内存页面 (53)2、mmap()及其相关系统调用 (54)2.1 mmap()系统调用形式 (54)2.2 系统调用mmap()用于共享内存的两种方式 (54)2.3 系统调用munmap() (55)2.4 系统调用msync() (55)3、mmap()范例 (55)范例1:两个进程通过映射普通文件实现共享内存通信 (55)范例2:父子进程通过匿名映射实现共享内存 (58)4、对mmap()返回地址的访问 (59)结论 (61)七.Linux环境进程间通信(五):共享内存(下) (61)1、系统V共享内存原理 (61)2、系统V共享内存API (62)3、系统V共享内存限制 (63)4、系统V共享内存范例 (63)结论 (65)一.Linux环境进程间通信(一):管道及有名管道1、管道概述及相关API应用1.1 管道相关的关键概念管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一,具有以下特点:∙管道是半双工的,数据只能向一个方向流动;需要双方通信时,需要建立起两个管道;∙只能用于父子进程或者兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程);∙单独构成一种独立的文件系统:管道对于管道两端的进程而言,就是一个文件,但它不是普通的文件,它不属于某种文件系统,而是自立门户,单独构成一种文件系统,并且只存在与内存中。

linux下进程通信的八种方法

linux下进程通信的八种方法

linux下进程通信的八种方法在Linux下,有多种方法可以实现进程间的通信。

以下是八种常用的进程通信方法:
1. 管道(Pipe):管道是一种半双工通信方式,可用于具有亲缘关系的父子进程之间进行通信。

2. 命名管道(Named Pipe):命名管道也称为FIFO(First In, First Out),它可以在无亲缘关系的进程之间进行通信。

3. 信号(Signal):进程通过发送信号给其他进程来进行通信,例如,某些特定事件发生时,一个进程可以向另一个进程发送一个信号。

4. 消息队列(Message Queue):进程可以通过消息队列发送和接收消息,消息队列提供了一种先进先出的消息传递机制。

5. 共享内存(Shared Memory):多个进程可以共享同一块内存区域,进程可以直接读写该内存区域来进行通信。

6. 信号量(Semaphore):信号量用于进程间的互斥和同步,可以控制对共享资源的访问。

7. 套接字(Socket):套接字是一种网络编程中常用的通信机制,在本地主机或网络上不同主机的进程之间进行通信。

8. 文件锁(File Locking):进程可以使用文件锁来实现对某个文件或资源的独占访问。

04--Linux系统编程-进程间通信

04--Linux系统编程-进程间通信

IPC方法Linux环境下,进程地址空间相互独立,每个进程各自有不同的用户地址空间。

任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到,所以进程和进程之间不能相互访问,要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信(IPC,InterProcess Communication)。

在进程间完成数据传递需要借助操作系统提供特殊的方法,如:文件、管道、信号、共享内存、消息队列、套接字、命名管道等。

随着计算机的蓬勃发展,一些方法由于自身设计缺陷被淘汰或者弃用。

现今常用的进程间通信方式有:①管道(使用最简单)②信号(开销最小)③共享映射区(无血缘关系)④本地套接字(最稳定)管道管道的概念:管道是一种最基本的IPC机制,作用于有血缘关系的进程之间,完成数据传递。

调用pipe系统函数即可创建一个管道。

有如下特质:1. 其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区)2.由两个文件描述符引用,一个表示读端,一个表示写端。

3. 规定数据从管道的写端流入管道,从读端流出。

管道的原理: 管道实为内核使用环形队列机制,借助内核缓冲区(4k)实现。

管道的局限性:①数据自己读不能自己写。

②数据一旦被读走,便不在管道中存在,不可反复读取。

③由于管道采用半双工通信方式。

因此,数据只能在一个方向上流动。

④只能在有公共祖先的进程间使用管道。

常见的通信方式有,单工通信、半双工通信、全双工通信。

pipe函数创建管道int pipe(int pipefd[2]); 成功:0;失败:-1,设置errno函数调用成功返回r/w两个文件描述符。

无需open,但需手动close。

规定:fd[0] →r;fd[1] →w,就像0对应标准输入,1对应标准输出一样。

向管道文件读写数据其实是在读写内核缓冲区。

管道创建成功以后,创建该管道的进程(父进程)同时掌握着管道的读端和写端。

Linux_进程之间的通信

Linux_进程之间的通信

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 2184 root 20 0 64220 4812 3908 R 6.7 0.2 0:00.01 top
1 root 20 0 178784 13560 8556 S 0.0 0.7 0:04.24 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.02 kthreadd 3 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_gp 4 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_par_gp 5 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.69 kworker/0:0-xfs-cil/dm-0 6 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H-kblockd ...............
//此处的load average就表示负载平均值,这三个值代表最近1、5和15分钟的负载情况。
[root@localhost ~]# top top - 09:26:24 up 23 min, 4 users, load average: 0.00, 0.00, 0.00 Tasks: 219 total, 1 running, 218 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 99.7 id, 0.0 wa, 0.2 hi, 0.2 si, 0.0 st MiB Mem : 1965.1 total, 1405.6 free, 260.4 used, 299.1 buff/cache MiB Swap: 2096.0 total, 2096.0 free, 0.0 used. 1545.0 avail Mem

Linux的进程和进程间通信 操作系统课件

Linux的进程和进程间通信 操作系统课件
◦ #include <sys/types.h> ◦ #include <sys/ipc.h> ◦ #include <sys/shm.h> ◦ int shmget(key_t key,int size,int shmflg); ◦ void *shmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg); ◦ int shmdt(const void *shmaddr); ◦ int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);
例子1(续)
} else if(child==0) { int i; printf("I am the child:%ld\n",getpid()); for(i=0;i<1000000;i++) i++; i=5; printf("I exit with %d\n",i); exit(i); } while(((child=wait(&status))==-1)&(errno==EINTR)); }
区分父进程和子进程:
◦ 跟踪fork返回值
失败:-1 否则
父进程fork 返回子进程的ID fork 子进程返回0
可根据这个返回值来区分父子进程
调用系统程序
调用系统程序, 可以使用系统调用exec 族调用。 exec 族调用有着5 个函数:
#include <unistd.h> int execl(const char *path,const char *arg,...); int execlp(const char *file,const char *arg,...); int execle(const char *path,const char *arg,...); int execv(const char *path,char *const argv[]); int execvp(const char *file,char *const argv[]):

Linux进程间的通信(重要函数)

Linux进程间的通信(重要函数)

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act:指向结构sigaction的一个实例的指针,在 结构sigaction中,指定了对特定信号的处理, 可以为空,进程会以默认方式对信号处理。
oldact:原来对信号的处理方式,可指定为 NULL。
LINUX 进程间的通信
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•返回值:0 表示成功,-1 表示有错误发生。
•struct sigaction 类型用来描述对信号的处理, 定义如下:
LINUX 进程间的通信
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struct sigaction { void (*sa_handler)(int); void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); sigset_t sa_mask; int sa_flags; void (*sa_restorer)(void); };
void abort(void); 该函数没有参数也没有返回值,使用很简单。
LINUX 进程间的通信
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•信号的处理 如果进程要处理某一信号,那么要在进程中 注册该信号。注册信号主要用来确定信号值 与处理之间的映射关系,即进程将要处理那 个信号,该信号被传递给进程时,将执行何 种操作。
Larm函数和pause函数 alarm函数也称闹钟函数,是专门为SIGALRM 信号而设,在指定的时间seconds秒后,将向 进程本身发送SIGALRM信号。由于每个进程只 能有一个闹钟,进程调用alarm后,任何以前 的alarm调用都将无效。
LINUX 进程间的通信
LINUX 进程间的通信
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例子会使得我们的解释更为清晰。我们知道, 按下Ctrl+C键会产生SIGINT信号,进程对该信 号的默认响应是结束本进程,而下面的实验 程序截取并重写了对SIGINT信号的处理,因此 按下Ctrl+C时会输出一条信息,而不是用结束 来响应SIGINT信号。

Linux下进程间通信--共享内存:最快的进程间通信方式

Linux下进程间通信--共享内存:最快的进程间通信方式

Linux下进程间通信--共享内存:最快的进程间通信⽅式共享内存:⼀、概念:共享内存可以说是最有⽤的进程间通信⽅式,也是最快的IPC形式。

两个不同进程A、B共享内存的意思是,同⼀块物理内存被映射到进程A、B各⾃的进程地址空间。

进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新,反之亦然。

由于多个进程共享同⼀块内存区域,必然需要某种同步机制,互斥锁和信号量都可以。

采⽤共享内存通信的⼀个显⽽易见的好处是效率⾼,因为进程可以直接读写内存,⽽不需要任何数据的拷贝。

对于像管道和消息队列等通信⽅式,则需要在内核和⽤户空间进⾏四次的数据拷贝,⽽共享内存则只拷贝两次数据[1]:1.⼀次从输⼊⽂件到共享内存区,2.另⼀次从共享内存区到输出⽂件。

实际上,进程之间在共享内存时,并不总是读写少量数据后就解除映射,有新的通信时,再重新建⽴共享内存区域。

⽽是保持共享区域,直到通信完毕为⽌,这样,数据内容⼀直保存在共享内存中,并没有写回⽂件。

共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回⽂件的。

因此,采⽤共享内存的通信⽅式效率是⾮常⾼的。

⼆、相关函数:与信号量⼀样,在Linux中也提供了⼀组函数接⼝⽤于使⽤共享内存,⽽且使⽤共享共存的接⼝还与信号量的⾮常相似,⽽且⽐使⽤信号量的接⼝来得简单。

它们声明在头⽂件 sys/shm.h中。

1、shmget函数该函数⽤来创建共享内存,它的原型为:int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);1.第⼀个参数,与信号量的semget函数⼀样,程序需要提供⼀个参数key(⾮0整数),它有效地为共享内存段命名。

shmget函数成功时返回⼀个与key相关的共享内存标识符(⾮负整数),⽤于后续的共享内存函数。

调⽤失败返回-1.不相关的进程可以通过该函数的返回值访问同⼀共享内存,它代表程序可能要使⽤的某个资源,程序对所有共享内存的访问都是间接的,程序先通过调⽤shmget函数并提供⼀个键,再由系统⽣成⼀个相应的共享内存标识符(shmget函数的返回值),只有shmget函数才直接使⽤信号量键,所有其他的信号量函数使⽤由semget函数返回的信号量标识符。

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在写管道时,已写但尚未被读走的字节数应小于或等于PIPE_BUF(4096B).
4
8.2 管道
pipe函数
22 23 cpid = fork();
示例[8-12e4x_pifi(pcepi.dc]== -1) {
/* create child process */
25
perror("fork");
8{
34
9 int pipefd[2];
35
write(STDOUT_FILENO, "\n", 1);
10 pid_t cpid;
36
close(pipefd[0]);
11 char buf;
37
exit(EXIT_SUCCESS);
12ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
38 } else {
/* write argv[1] to pipe in prarent */
fork之后有两个操作选择,这取决于所需建立的管道的数据流向。根据不同 流向,在父子进程中要关闭相应端口。
在通信过程中的读、写规则:
当读一个写端已被关闭的管道时,在所有数据都被读取后,read返回0,以指 示到了文件结束处。
如果写一个读端已被关闭的管道,则产生SIGPIPE信号。如果忽略该信号或者 捕获该信号并从其处理程序返回,则write出错返回,errno设置为EPIPE。
第8章
进程间通信
1
8.2 管道
父进程
子进程
父进程
子进程
pipe函数
fd[0] fd[1]
fd[0] fd[1]
可通过调用pipe函数来创建一个管道。
fd[1]
fd[0]
#include <unistd.h> 管道
管道
int pipe(int filedes[2]);
filedes
用于返回内文核 件描述符的数组。
Program268-1 exe_xpiitp(Ee.XcIT_FAILURE);
1 #include <sys/wait.h>27 }
2 #include <stdio.h> 28
3 #include <stdlib.h> 29 if (cpid == 0) {
/* read pipe in child */
command
将在子进程中执行的命令行字符串。
type
打开方式,应为"r"或"w"二者之一,含义与fopen的第 二个参数一样。
返回值
成功时,popen返回一个文件流指针,pclose返回command的终止状态。 出错时,popen返回NULL,pclose返回-1。
说明
函数popen先调用fork函数创建子进程,然后调用exec函数以执行 command,最后返回一个标准I/O文件指针。
内核
返回值
成功时返回0; 出错时返回-1,并设置errno变量。
说明
filedes[0]为读而打开,filedes[1]为写而打开。filedes[1] 的输出将作为 filedes[0]的输入。写入写端的数据将被内核缓存,直到从读端读出。
通常,调用pipe函数的进程会接着调用fork,以创建一个父进程与子进程之 间的IPC通道。
5
8.2 管道
popen和pcolse函数
这两函数用于实现:创建管道,fork子进程,然后关闭管道的不使用端, 在子进程中exec一个shell以执行一条命令,然后等待命令的终止。
#include <stdio.h> FILE *popen(const char *command, const char *type); int pclose(FILE *stream);
popen打开的文件流是全缓存的。
函数pclose关闭标准I/O流,并等待command命令执行结束,最后返回shell 的终止状态。
popen函数执行command的方式同system()函数,相当于在Shell下执行: “sh –c command”。
6
8.2 管道 Program 8-2 ex_popen.c 1 #include <sys/wait.h>
18 if (pipe(pipjieafndg) l=in=m4-e14i)@{u}b/u*nctrue:a~te/cp$ipegc*c/ -o ex_pipe ex_pipe.c
19 20 21
} pexeirtr(oErX(jt"IihpTai_inpsFegAi"slI)iLn;aUmR4seE5tri)@i};nugbfuronmtu:f~at/hce$r./ex_pipe "this is a string from father"
15
exit(EXIT_FAILUR4E1); close(pipefd[1]); /* close write end, so EOF will be read */
16 }
42
wait(NULL);
/* wait the exit of child */
17
43
exit(EXIT_SUCCESS);
2 #include <stdio.h>
pop示en例和[8p-c2oles345xe_#in函_itnpm数clouapdinee(vn<o_sitdfd)illitbe.hr.>c & 8-3 ex_popen.c]
6{
Program 8-2 ex_pope7n_filcthera.rc line[BUFSIZ];
1 #include <ctype.h>
8 FILE* fpRead;
2 #include <stdio.h>
13 if (argc != 2) { 39
close(pipefd[0]); /* close read end */
14
fprintf(stderr, "Us4a0ge: %sw<ristetr(ipnigp>ef\dn["1, ]a,ragrvg[v0[]1);], strlen(argv[1]));
4 #include <unistd.h> 30
close(pipefd[1]); /* close write end */
5 #include <string.h> 31
6
32
while (read(pipefd[0], &buf, 1) > 0)
7 int main(int argc, char 3*3argv[]) write(STDOUT_FILENO, &buf, 1);
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