Linux 进程间通信

Posted 2022-12-08 mfcheer

linux下进程间通信的几种主要手段简介：
1 管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
2 信号（Signal）：信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）；
3 报文（Message）队列（消息队列）：消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
4 共享内存：使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。
5 信号量（semaphore）：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
6 套接口（Socket）：更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。

1 pipe管道

子进程写，父进程读。
pipe(fd[2])
fd[1]写，fd[0]读

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAXSIZE 100

int main() 
   
    int fd[2],pid,line;
    char message[100];
    if (pipe(fd) == -1)
    
        printf("create failed!\\n");
        return 1;
    
    else if ((pid =fork()) < 0)
    
        printf("child process failed\\n!");
        return 1;
    
    else if (pid == 0)
    
        close(fd[0]);
        printf("child send!\\n");
        write(fd[1],"hello father!",14);
    
    else
    
        close(fd[1]);
        printf("father receive!\\n");
        line = read(fd[0],message,MAXSIZE);
        write(STDOUT_FILENO,message,line);
        printf("\\n");

        _exit(0);
    
    return 0;

运行结果：

2 命名管道：

mkfifo(“路径名”,文件权限)

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define FIFO "/home/fifo"

int main() 
   
    int fd,pid,line;
    char r_msg[BUFSIZ];

    if ((pid = mkfifo(FIFO,0777)) == -1)
    
        printf("fifo failed\\n!");
        return 1;
    
    else 
        printf("create success!");
    fd = open(FIFO,O_RDWR);
    if(fd == -1)
    
        printf("fifo failed!\\n");
        return 1;
    
    if(write(fd,"hello world",12) == -1)
    
        perror("write error");
        return 1;
    
    else 
        printf("write success!\\n");

    if(read(fd,r_msg,BUFSIZ) == -1)
    
        perror("read error");
        return 1;
    
    else 
        printf("receive data id %s !\\n",r_msg);
    close(fd);

    return 0;

运行结果：

3 共享内存

shmget() 函数创建共享内存
shmat() 函数将共享内存添加到进程地址中
shmdt() 进程退出共享内存
shmctl() 对内存区域的操作

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>


int main() 
   
    int shmid;
    int proj_id;
    key_t key;
    int size;
    char *addr;
    pid_t pid;
    key = IPC_PRIVATE;

    shmid = shmget(key,1024,IPC_CREAT|0660);
    if (shmid == -1)
    
        perror("create share memory failed");
        return 1;
    

    addr = (char *)shmat(shmid,NULL,0);
    if (addr == (char *)(-1))
    
        perror("error!!!");
        return 1;
    
    printf("share memory address %s\\n",addr);

    strcpy(addr,"welcome to mfcheer");

    pid = fork();

    if (pid == -1)
    
        printf("error!\\n");
        return 1;
    
    else if (pid == 0)
    
        printf("chind process string is %s\\n",addr);
        _exit(0);
    
    else 
    
        printf("parent process string is %s\\n",addr);
        if(shmdt (addr) == -1)
        
            printf("release failed!\\n");
            return 1;
        
        if (shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL) == -1)
        
            printf("erroe!\\n");
            return 1;
        
    

    return 0;

运行结果：

4 信号量

semget() 创建信号量
semop() 信号量操作
semctl() 信号量的控制

5 消息队列