1-4_基本概念_进程间通信及同步

Posted 2020-09-16 京城妖

内存映射

　　调用系统函数mmap（）的进程，会在其虚拟地址空间中创建一个新的内存映射。

　　映射分为两类：

　　1、文件映射：将文件的部分区域映射入调用进程的虚拟内存。映射一旦完成，对文件映射内容的访问则转化为对相应内存区域的字节操作。映射页面会按需自动从文件中加载。

　　2、相映成趣的是并无文件与之对应的匿名映射，其映射页面的内容会被初始化为0。

　　有某一进程所映射的内存可以与其他进程的映射共享。达成共享的方式有二：

　　其一是两个进程都对某一文件的相同部分加以映射

　　其二是由fork（）创建的子进程自父进程处继承映射。

　　当两个或多个进程共享的页面相同时，进程之一对页面内容的改动是否为其他进程所见呢？这取决于创建映射时所传入的标志参数。若传入标志参数为私有，则某进程对映射内容的修改对于其他进程是不可见的，而且这些改动也不会真的落实到文件上；若传入标志为共享，对映射内容的修改就会为其他进程所见，并且这些修改也会造成对文件的改动。

　　内存映射用途很多，其中包括：以可执行文件的相应段来初始化进程的文本段、内存（内容填充为0）分配、文件I/O（即映射内存I/O）以及进程间通信（通过共享映射）。

进程间通信（IPC）机制

　　读写磁盘文件中的信息是进程间通信的方法之一。可是，对许多程序来说，这种方法既慢又缺乏灵活性。因此，Linux提供了丰富的进程间通信（IPC）机制。

　　信号（signal），用来表示事件的发生。

　　管道（亦即shell用户所熟悉的“|”操作符）和FIFO，用于在进程间传递数据。

　　套接字（socket），供同一台主机或是联网的不同主机上所运行的进程之间传递数据。

　　文件锁定，为防止其他进程读取或更新文件内容，允许某进程对文件的部分区域加以锁定。

　　消息队列，用于在进程间交换消息（数据包）。

　　信号量（semaphore），用来同步进程动作。

　　共享内存，允许两个及两个以上进程共享一块内存。当某进程改变了共享内存的内容时，其他所有进程会立即了解到这一变化。

信号

　　尽管将信号视为IPC的方法之一，但其在其他方面的广泛应用则更为普遍。

　　人们往往将信号称为“软件中断”。进程收到信号，就意味着某一事件或异常情况的发生。信号的类型很多，每一种分别标识不同的事件或情况。采用不同的整数来标识各种信号类型，并以SIGxxxx形式的符号名加以定义。

　　内核、其他进程（只要具有相应的权限）或进程自身均可向进程发送信号。

　　发生下列情况之一时，内核可向进程发送信号：

　　用户键入中断字符（通常为Control-c）

　　进程的子进程之一已经终止。

　　由进程设定的定时器（告警时钟）已经到期。

　　进程尝试访问无效的内存地址。

　　在shell中，可使用kill命令向进程发送信号。在程序内部，系统调用kill（）可提供相同功能。

　　收到信号时，进程会根据信号采取如下动作之一：

　　忽略信号。

　　被信号“杀死”

　　先挂起，之后再被专门信号唤醒。

　　就大多数信号类型而言，程序可选择不采取默认的信号动作，而是忽略信号（当信号的默认处理行为并非忽略此信号时，会派上用场）或建立自己的信号处理器。

　　信号处理器是由程序员定义的函数，会在进程收到信号时自动调用，根据信号的产生条件执行相应动作。

　　信号从产生直至送达至进程期间，一直处于挂起状态。通常，系统会在接收进程下次调度时，将处于挂起状态的信号同时送达。如果接收进程正在运行，则会立即将信号送达。然而，程序可以将信号纳入所谓“信号屏蔽”以求阻塞该信号。如果产生的信号处于“信号屏蔽”之列，那么此信号将一直保持挂起状态，直至解除对该信号的组设。