进程间通信(IPC)

(一)进程间通信的理解;

对进程间通信的理解，我们分为三个问题;

(1)进程间通信的目的;

数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程.

资源共享：多个进程之间共享同样的资源.

通知事件:一个进程向另一个或一组进程发送消息.通知它发生了某种事件

进程控制;进程知道另外一个进程的运行状态.

(2)如何做到呢？

我们从进程的概念所知，如果仅仅依靠两个进程发生通信,是很难的。因为进程运行具有独立性！

进程A---->"拷贝"资源给OS(提供一段内存区域)---->OS“拷贝”资源---->进程B

因此，通信的本质就是; 不同的进程看到，同一份资源 ;

(3)通信的分类;

①管道:匿名管道命名管道

② system V

③POSIX进程间通信

(二)进程间如何进行通讯(匿名管道)

(1)什么是管道?

管道是Unix中最古老的进程间通信的形式。

我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”

且管道是允许单向通讯

(2)匿名管道(无文件名);

因为把文件写到磁盘效率太低，所以通信管道会在内存中就进行通信。成为内存文件

#include

创建无名管道

int pipe(int fd[2])

(3)如何使用匿名管道?

根据文件描述符使用规则,系统在打开文件的时候，会默认打开三个流0,1,2。

这个原理也就不多赘述。

①管道搭建;

②读和写入管道数据;

(4)如何理解?

①写时拷贝与管道文件

②管道自带的同步与互斥;

因此，是因为子进程写得慢，导致父进程需要等待(被阻塞) 子进程进行写入。----->同步+互斥

此时让写端停止写入，读端也就读不到数据A(挂起)

当写端的管道写满也就不会再写入(挂起)

所以当我们把读端关闭掉，那么写端是否还能继续写入呢？

答案是不可能！操作系统会自动把该进程杀掉！-------->写入无意义

③管道大小;

ulimit -a 查看系统资源

所以管道大小就是65536

④管道特性+情况总结;

特征：

1.如果写端关闭，读端也就会读到0 |

2/如果打开文件的进程退出了，文件也会被释放掉。(文件的生命周期随进程).

3.管道提供流式服务

4.自带的同步与互斥

5.半双工通信.

6.匿名管道适合血缘关系的进程进行通信.

情况：

read --->数据区没数据

write-->数据区填满

write时 read被关闭此时会被操作系统干掉。

write写完关闭,read 返回值0;

(三)进程间通信(命名管道)

刚刚的管道的槽点，就在于需要相关的进程才能进行通信。但实际中大多数都是非关联的进程巨多~

(1)命令行形式

命令行；

mkfifo + filename;

借用命名管道重定向通信;

(2)函数mkfifo;

#include

#include

int mkfifo(char* pathname,size_t mode)

看到同一份comm.h

完成通信;

值得注意的是,因为两个进程通信的数据是存在管道缓冲区中，并没有刷新到磁盘里。

所以命名管道并没有任何变化。

②用命名管道发送命令信号

我们还可以借用命名管道做其他事情>

自动去启动这些命令的进程。

③拷贝文件;

所以，进程间通信的意义在于，让多个进程协同完成同一件事情~

(四)命名管道与匿名管道;

我们linux中的 | 匿名管道还是命名管道？

说明三个进程 ppid都是同一个! 所以有血缘关系。因此这是匿名管道！！

(五)system V共享内存;

(1)原理

想尽一切办法让不同进程，看到同一份资源。

(2)建立过程;

1.申请共享内存(目前就这样认为)

2.挂接共享内存(映射到进程的地址空间里)---->已经达到看到同一份资源
3.去关联（取消映射）

4.释放空间(还给系统)

(3)共享内存创建！

①创建共享内存;

#include

#included

int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);

(内存句柄)--->用户层的共享内存接口~！

参数;

key:标定共享内存唯一的标志！

size:共享内存容量

shmflg;选项

注;IPC_CREAT 存在返回该共享内部 || 反之创建一个新的共享内存

IPC_EXCL单独使用无意义~

IPC_CREAT | IPC_EXCL(组合) ---->调用成功获得一个新的共享内存。

②获取一个key;

#include

#include
key_t ftok(const char* pathname,int proj_id)

参数:

pathname:路径名

id：工程id

单纯把id+pathname通过算法生成一个序号~

获取key值；

管道是文件,不容易查它的容量。但是共享内存可以查到

ipcs -m //查看

当进程退出，这个共享内存是否还存在？

这又说明什么呢？

管道;当进程退出时，管道也就不复存在。是随管道。

共享内存:当进程退出时,不会销毁。是随内核。(再次论证，是由OS掌控)

ipcrm -m + shmid //删除

所以 key 与 shmid 的关系类似于文件的

fd FIEL*

内核层用户层

③函数实现移除;

#include

#include
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds* buf)


//这里可以 写一下 监控脚本
while :; do ipcs -m ; echo "##################" ; sleep 1 ;done

(4)共享内存关联;

①关联

#include
#include

void* shmat(int shmid,const void* shmaddr,int shmflg);

参数:

shmid;链接共享内存

shmaddr;挂接哪个区域(本质上由操作系统完成)

shmflg;默认设置(读和写)

如何理解返回值？(void*)

这是对应共享内存映射到虚拟地址的起始地址！

~= malloc(同样也是返回申请内存的起始地址)