linux基礎(chǔ)復(fù)習(xí)（8）進(jìn)程通信

數(shù)據(jù)傳輸：一個(gè)進(jìn)程需要將它的數(shù)據(jù)發(fā)送給另一個(gè)進(jìn)程，發(fā)送的數(shù)據(jù)量在一個(gè)字節(jié)到幾兆字節(jié)之間。

共享數(shù)據(jù)：多個(gè)進(jìn)程想要操作共享數(shù)據(jù)，一個(gè)進(jìn)程對共享數(shù)據(jù)的修改，別的進(jìn)程應(yīng)該立刻看到。

通知事件：一個(gè)進(jìn)程需要向另一個(gè)或一組進(jìn)程發(fā)送消息，通知它(它們)發(fā)生了某種事件(如進(jìn)程終止時(shí)要通知父進(jìn)程)。

資源共享：多個(gè)進(jìn)程之間共享同樣的資源。為了作到這一點(diǎn)，需要內(nèi)核提供鎖和同步機(jī)制。

進(jìn)程控制：有些進(jìn)程希望完全控制另一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行(如Debug進(jìn)程)，此時(shí)控制進(jìn)程希望能夠攔截另一個(gè)進(jìn)程的所有陷入和異常，并能夠及時(shí)知道它的狀態(tài)改變。

UNIX 進(jìn)程間通信(IPC)方式包括管道、FIFO、信號。

Linux 中使用較多的進(jìn)程間通信方式主要有以下幾種。

(1)管道(Pipe)及有名管道(named pipe)：管道可用于具有親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信，有名管道，除具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。

(2)信號(Signal)：信號是在軟件層次上對中斷機(jī)制的一種模擬，它是比較復(fù)雜的通信方式，用于通知接受進(jìn)程有某事件發(fā)生，一個(gè)進(jìn)程收到一個(gè)信號與處理器收到一個(gè)中斷請求效果上可以說是一樣的。

(3)消息隊(duì)列：消息隊(duì)列是消息的鏈接表，包括Posix 消息隊(duì)列systemV 消息隊(duì)列。它克服了前兩種通信方式中信息量有限的缺點(diǎn)，具有寫權(quán)限的進(jìn)程可以向消息隊(duì)列中按照一定的規(guī)則添加新消息;對消息隊(duì)列有讀權(quán)限的進(jìn)程則可以從消息隊(duì)列中讀取消息。

(4)共享內(nèi)存：可以說這是最有用的進(jìn)程間通信方式。它使得多個(gè)進(jìn)程可以訪問同一塊內(nèi)存空間，不同進(jìn)程可以及時(shí)看到對方進(jìn)程中對共享內(nèi)存中數(shù)據(jù)的更新。這種通信方式需要依靠某種同步機(jī)制，如互斥鎖和信號量等。

(5)信號量：主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程不同線程之間的同步手段。

(6)套接字(Socket)：這是一種更為一般的進(jìn)程間通信機(jī)制，它可用于不同機(jī)器之間的進(jìn)程間通信，應(yīng)用非常廣泛。

[b]管道通信[/b]

普通的Linux shell都允許重定向，而重定向使用的就是管道。例如：

ps | grep vsftpd

管道是單向的、先進(jìn)先出的、無結(jié)構(gòu)的、固定大小的字節(jié)流，它把一個(gè)進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸出和另一個(gè)進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入連接在一起。寫進(jìn)程在管道的尾端寫入數(shù)據(jù)，讀進(jìn)程在管道的首端讀出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀出后將從管道中移走，其它讀進(jìn)程都不能再讀到這些數(shù)據(jù)。管道提供了簡單的流控制機(jī)制。進(jìn)程試圖讀空管道時(shí)，在有數(shù)據(jù)寫入管道前，進(jìn)程將一直阻塞。同樣，管道已經(jīng)滿時(shí)，進(jìn)程再試圖寫管道，在其它進(jìn)程從管道中移走數(shù)據(jù)之前，寫進(jìn)程將一直阻塞。

管道主要用于不同進(jìn)程間通信。

創(chuàng)建一個(gè)簡單的管道，可以使用系統(tǒng)調(diào)用pipe( )。它接受一個(gè)參數(shù)，也就是一個(gè)包括兩個(gè)整數(shù)的數(shù)組。如果系統(tǒng)調(diào)用成功，此數(shù)組將包括管道使用的兩個(gè)文件描述符。創(chuàng)建一個(gè)管道之后，一般情況下進(jìn)程將產(chǎn)生一個(gè)新的進(jìn)程。

系統(tǒng)調(diào)用：pipe( );

原型：int pipe( int fd[2] );

返回值：如果系統(tǒng)調(diào)用成功，返回0。如果系統(tǒng)調(diào)用失敗返回- 1：

errno = EMFILE (沒有空閑的文件描述符)

EMFILE (系統(tǒng)文件表已滿)

EFAULT (fd數(shù)組無效)

注意：fd[0] 用于讀取管道，fd[1] 用于寫入管道。

#i nclude

#i nclude

#i nclude

#i nclude

int main()

{

int pipe_fd[2];

if(pipe(pipe_fd)0)

{

printf(pipe create errorn);

return -1;

}

else

printf(pipe create successn);

close(pipe_fd[0]);

close(pipe_fd[1]);

}

管道主要用于不同進(jìn)程間通信。實(shí)際上，通常先創(chuàng)建一個(gè)管道，再通過fork函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程。

可以通過打開兩個(gè)管道來創(chuàng)建一個(gè)雙向的管道。但需要在子進(jìn)程中正確地設(shè)置文件描述符。

必須在系統(tǒng)調(diào)用fork( )中調(diào)用pipe( )，否則子進(jìn)程將不會繼承文件描述符。

當(dāng)使用半雙工管道時(shí)，任何關(guān)聯(lián)的進(jìn)程都必須共享一個(gè)相關(guān)的祖先進(jìn)程。因?yàn)楣艿来嬖谟谙到y(tǒng)內(nèi)核之中，所以任何不在創(chuàng)建管道的進(jìn)程的祖先進(jìn)程之中的進(jìn)程都將無法尋址它。而在命名管道中卻不是這樣。

與linux中文件操作有文件流的標(biāo)準(zhǔn)I/O一樣，管道的操作也支持基于文件流的模式。接口函數(shù)如下

庫函數(shù)：popen();

原型： FILE *popen ( char *command, char *type);

返回值：如果成功，返回一個(gè)新的文件流。如果無法創(chuàng)建進(jìn)程或者管道，返回NULL。

管道中數(shù)據(jù)流的方向是由第二個(gè)參數(shù)type控制的。此參數(shù)可以是r或者w，分別代表讀或?qū)憽５荒芡瑫r(shí)為讀和寫。在Linux系統(tǒng)下，管道將會以參數(shù)type中第一個(gè)字符代表的方式打開。所以，如果你在參數(shù)type中寫入rw，管道將會以讀的方式打開。

使用popen()創(chuàng)建的管道必須使用pclose( )關(guān)閉。其實(shí)，popen/pclose和標(biāo)準(zhǔn)文件輸入/輸出流中的fopen() / fclose()十分相似。

庫函數(shù)： pclose();

原型： int pclose( FILE *stream );

返回值： 返回系統(tǒng)調(diào)用wait4( )的狀態(tài)。

如果stream無效，或者系統(tǒng)調(diào)用wait4( )失敗，則返回 -1。

注意此庫函數(shù)等待管道進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，然后關(guān)閉文件流。

庫函數(shù)pclose( )在使用popen( )創(chuàng)建的進(jìn)程上執(zhí)行wait4( )函數(shù)。當(dāng)它返回時(shí)，它將破壞管道和文件系統(tǒng)。

#i nclude

#i nclude

#i nclude

#i nclude

#define BUFSIZE 1024

int main()

{

FILE *fp;

char *cmd = ps -ef;

char buf[BUFSIZE];

buf[BUFSIZE] = '