1. 进程间通信(IPC)介绍

1.1 进程通信的几种方式

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1.2 进程通信目的

  • 数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一进程
  • 资源共享．多个进程之间共享同样的资源。
  • 通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进
    程终上时要通知父进程）。
  • 进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），北时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。

2 信号处理

语雀内容

3 管道

管道只能在具有公共祖先的两个进程间使用，通常，一个管道由一个进程创建，在进程fork之后，父子进程可以共用这个管道。

3.1 管道函数

pipe

函数定义：int pipe(int pipefd[2]);
功能： 创建一个普通管道
返回值： 成功返回0，失败返回-1
参数：

  • pipefd[0]为读打开，用于输出
  • pipefd[1]为写打开，用于输入

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popen

函数定义：FILE *popen(const char *command, const char *type);
功能： 先fork一个子进程，然后调用exec执行command
返回值： 成功返回文件指针，失败返回-1。
参数：

  • command： 要执行的命令

  • type： 根据type不同，文件指针指向标准输出或标准输入

    pclose

    函数定义：int pclose(FILE *stream);
    功能： 关闭popen创建的管道，等待命令结束
    返回值： 成功返回shell中止状态，失败返回-1。
    参数：

  • stream： 指向管道的文件指针

3.2 代码示例

pipe

代码示例：

  1. #include "apue.h"
  3. int main(void)
  4. {
  5.     int        n;
  6.     int        fd[2];
  7.     pid_t    pid;
  8.     char    line[MAXLINE];
  10.     if (pipe(fd) < 0)
  11.         err_sys("pipe error");
  12.     if ((pid = fork()) < 0) {
  13.         err_sys("fork error");
  14.     } else if (pid > 0) {        /* parent */
  15.         close(fd[0]);
  16.         write(fd[1], "hello world\n", 12);
  17.     } else {                    /* child */
  18.         close(fd[1]);
  19.         n = read(fd[0], line, MAXLINE);
  20.         write(STDOUT_FILENO, line, n);
  21.     }
  22.     exit(0);
  23. }

popen

  1. #include "apue.h"
  2. #include <sys/wait.h>
  4. int
  5. main(void)
  6. {
  7.     char    line[MAXLINE];
  8.     FILE    *fpin;
  10.     if ((fpin = popen("myuclc", "r")) == NULL)
  11.         err_sys("popen error");
  12.     for ( ; ; ) {
  13.         fputs("prompt> ", stdout);
  14.         fflush(stdout);
  15.         if (fgets(line, MAXLINE, fpin) == NULL)    /* read from pipe */
  16.             break;
  17.         if (fputs(line, stdout) == EOF)
  18.             err_sys("fputs error to pipe");
  19.     }
  20.     if (pclose(fpin) == -1)
  21.         err_sys("pclose error");
  22.     putchar('\n');
  23.     exit(0);
  24. }

4 FIFO命名管道

未命名的管道只能在有共同祖先进程的两个进程之间使用。通过FIFO，不相关的进程也能交换数据。创建FIFO类似于创建文件，路径存在于文件系统中。

4.1 FIFO函数

mkfifo

函数定义：int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能： 创建一个命名管道
返回值： 成功返回0，失败返回-1
参数：

  • pathname：管道文件路径

  • mode：文件权限，和不同文件一样参数

    mkfifoat

    函数定义：int mkfifoat(int dirfd, const char *pathname, mode_t mode);
    功能： 在某个文件描述符指向的目录下创建一个命名管道
    返回值： 成功返回0，失败返回-1
    参数：

  • dirfd：

  • pathname：管道文件名

  • mode：文件权限

    打开管道读写

    FIFO管道是使用open打开（和打开普通文件一样），使用write和read读写。当打开FIFO是，O_NONBLOCK标志会产生如下影响：

  • 未指定O_NONBLOCK，只读open会阻塞到某个进程为写打开该管道为止。只写open会阻塞到某个进程为读而打开管道为止

  • 指定O_NONBLOCK， 只读open立刻返回，不会阻塞。如果没有读FIFO存在，只写open会返回-1， errno为ENXIO

    4.2 FIFO用途

    FIFO有以下两种用途：

  • shell命令使用FIFO将数据从一条管道传送到另一条管道，无需创建中间临时文件

  • CS架构中，FIFO用作汇聚点，在客户端和服务器进程间传递数据

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