UNIX网络编程——进程间通信

Posted 2022-12-13 松狮MVP

    进程间通信，Interprocess Communication，IPC。主要有以下四种不同的IPC形式：

          A. 消息传递（管道、FIFO 和 消息队列）；

          B. 同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和记录锁、信号量）；

          C. 共享内存区（匿名共享内存区、有名共享内存区）；

          D. 远程过程调用（Solaris门、Sun RPC）；

一、消息传递

1、管道和FIFO

（1）管道的根本局限在于没有名字，从而只能由有亲缘关系的进程使用。FIFO也叫有名管道，解决了这个限制。管道和FIFO都是使用read和write函数来访问的。

（2）shell命令：who  |  sort  |  lp  ——将创建三个进程和期间的两个管道：

（3）创建管道：int  pipe （int  fd[2]）——提供一个单路数据流，返回两个文件描述符。fd[0]打开来读，fd[1]打开来写。管道的常见用途是用在各种shell中，这种情况下半双工管道足够。（可以用socketpair函数创建一个全双工的IPC管道）

（4）管道的典型用途是（单向数据流）：为两个不同进程（一个父进程，一个子进程）提供进程间的通信。

首先父进程创建一个管道，然后调用fork派生一个自身的副本：

然后，父进程关闭读端，子进程关闭写端。

（5）双向数据流的两个管道：

（6）创建FIFO：int  mkfifo（const char × pathname，mode_t  mode），pathname是一个普通的unix路径名，也是该FIFO的名字。

2、单个服务器，多个客户

3、消息队列可认为是一个消息链表。 ——有足够写权限的线程可往队列中“放置”消息，有足够读权限的线程可从队列中取走消息。

（1）管道和FIFO是字节流模型，没有消息边界，也没有与每个消息关联的类型。

（2）当一个管道或着FIFO的最后一次关闭发生时，仍在该管道或FIFO上的数据将被丢弃。

（3）消息队列具有“随内核的持续性”。即使当前没有进程打开着某个消息队列，该消息队列及其上的各个消息也将一直存在直到引用计数达到0删除该队列为止。

二、同步

1、互斥锁和条件变量

（1）互斥锁（相互排斥）：上锁与解锁：

（2）条件变量：等待与信号发送：

         互斥锁用于上锁，条件变量则用于等待。

2、读写锁：

互斥锁：把试图进入“临界区”的所有线程都阻塞。读写锁：把获取读写锁用于读和获取读写锁用于写进行区分。

（1）规则：A. 只要没有在写，就可以读；     B. 没有任何读、写时，才可以写。

（2）读锁：共享锁。      写锁：独占锁。

（3）获取与释放“读、写锁”：

3、记录上锁

4、信号量：

三、共享内存区

1、简介：

       共享内存区，信息不经由内核传递（可用IPC形式中最快的），数据只复制两次，一次从输入文件到共享内存区，一次从共享内存区到输出文件。显然，使用共享内存区的这些进程必须协调或同步对该共享内存区的使用（基于某种形式的同步）。

四、远程过程调用

1、门：

（1）简介：

       远程过程调用，Remote Procedure Call，RPC，被调用过程和调用过程处于同一台主机上的不同进程中。调用者称为客户，被调用的过程称为服务器。（客户和服务器之间以函数参数和返回值形式交换信息）

       门调用是同步的。

2、Sun RPC：

五、总结：