??進(jìn)程間通信（IPC），是指在不同進(jìn)程間傳播或交換信息的。其常用方式：管道（無名管道和命名管道）、消息隊列、共享內(nèi)存、信號、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主機(jī)上的兩個進(jìn)程IPC。

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函數(shù)原型：int pipe(int pipefd[2]);

包含頭文件：#include

成功調(diào)用返回0，否則返回-1；

參數(shù)pipdfd是數(shù)組，存放文件描述符；（pipefd[0]-讀，pipefd[1]-寫）

特點：1.它是半雙工的，具有固定的讀端和寫端；2.只能用于具有親緣關(guān)系進(jìn)程之間的通信（父子進(jìn)程或兄弟進(jìn)程）；3.不是普通文件，但是可以使用read、write等，不屬于系統(tǒng)文件（即ls指令看不到該管道），只存在于內(nèi)存中。

上面代碼的中我們在父進(jìn)程中寫內(nèi)容到子進(jìn)程中，并且我們讓父進(jìn)程等待子進(jìn)程。

二、管道（命名管道FIFO）

函數(shù)原型：int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

包含頭文件：#include、#include；

參數(shù)1：文件路徑；參數(shù)2：與open函數(shù)中mode參數(shù)一樣；

成功返回0，否則返回-1；

特點：1.可以在無關(guān)進(jìn)程中通信；2.以一種特殊文件形式存在于系統(tǒng)文件中（ls看查看到）；

這里要注意的是：當(dāng) open 一個FIFO時，是否設(shè)置非阻塞標(biāo)志（O_NONBLOCK）的區(qū)別：

• 若沒有指定O_NONBLOCK（默認(rèn)），只讀 open 要阻塞到某個其他進(jìn)程為寫而打開此 FIFO。類似的，只寫 open 要阻塞到某個其他進(jìn)程為讀而打開它。

• 若指定了O_NONBLOCK，則只讀 open 立即返回。而只寫 open 將出錯返回 -1 如果沒有進(jìn)程已經(jīng)為讀而打開該 FIFO，其errno置ENXIO。

read.c：

write.c ：

read.c執(zhí)行結(jié)果：?

write.c執(zhí)行結(jié)果：

這里我們實現(xiàn)了兩個無關(guān)進(jìn)程的通信，fife1就相當(dāng)于接口。

三、消息隊列

消息隊列是消息的鏈接表，存放在內(nèi)核中，一個消息隊列由一個標(biāo)識符來標(biāo)識；

函數(shù)原型：

1.int msgget(key_t key, int msgflg);? ? ? ? //創(chuàng)建或打開消息隊列；

成功返回隊列ID，否則返回-1；

2.int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);? ? ? ? //發(fā)送消息；

參數(shù)1：隊列ID；參數(shù)2：消息相關(guān)的結(jié)構(gòu)體（包括消息類型和消息內(nèi)容）；參數(shù)3：消息大小；參數(shù)4：取0即可（表示阻塞）；

成功返回0，否則返回-1；

3.ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);? ? //讀取消息

和msgsnd函數(shù)參數(shù)不同的是多了long msgtye,msgtye對應(yīng)的就是消息類型，一般>0；

成功返回消息數(shù)據(jù)長度，否則返回-1；

4.int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);? ? ? ? //控制消息隊列

參數(shù)1：隊列ID；參數(shù)2：對消息隊列控制命令；參數(shù)3：由參數(shù)2決定，一般為NULL;

成功返回0，否則返回-1；

特點：1.消息隊列是面向記錄的，消息具有特定的格式和特定的優(yōu)先級；2.獨立于發(fā)送和接收進(jìn)程，進(jìn)程終止消息隊列和其內(nèi)容不會被刪除；3.可以實現(xiàn)消息的隨機(jī)查詢；

receive.c

send.c

receivc.c運(yùn)行結(jié)果：

send.c運(yùn)行結(jié)果：

上面代碼表示：receive進(jìn)程在一直等待send進(jìn)程發(fā)數(shù)據(jù)，當(dāng)receive進(jìn)程收到數(shù)據(jù)后給send進(jìn)程回應(yīng)；?

四、共享內(nèi)存

共享內(nèi)存是指兩個或兩個以上進(jìn)程共享一個給定的存儲區(qū)；

函數(shù)原型：

1.int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);? ? ? ? //創(chuàng)建或獲取一個共享內(nèi)存；

（當(dāng)創(chuàng)建一個共享內(nèi)存時，參數(shù)2-size需指定其大小，并且以M為單位，引用一個存在的共享內(nèi)存時，size寫0即可）

成功返回共享內(nèi)存ID，否則返回-1；

2.void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);????????//連接共享內(nèi)存到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間；

成功連接后把共享內(nèi)存區(qū)對象映射到調(diào)用進(jìn)程的地址空間，隨后可像本地空間一樣訪問；

參數(shù)1：共享內(nèi)存ID；參數(shù)2：指定共享內(nèi)存的空間地址（為0時由系統(tǒng)默認(rèn)指定）；參數(shù)3：與參數(shù)2相關(guān)，參賽2為0時，參數(shù)3也為0；

成功返回指向共享內(nèi)存的指針（即地址），否則返回-1；

3.int shmdt(const void *shmaddr);? ? ? ? //端口與共享內(nèi)存的連接；

注意：這并不是從系統(tǒng)中刪除該共享內(nèi)存，只是當(dāng)前進(jìn)程不能再訪問該共享內(nèi)存而已；

成功返回0，否則返回-1；

4.int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);? ? ? ? //控制共享內(nèi)存的相關(guān)信息；

參數(shù)1：共享內(nèi)存ID；參數(shù)2：對共享內(nèi)存控制命令；參數(shù)3：與參數(shù)2相關(guān)，控制一些信息；

成功返回0，否則返回-1；

特點：1.共享內(nèi)存時最快的一種IPC，因為進(jìn)程直接對內(nèi)存進(jìn)行存??；2.因為多個進(jìn)程可以同時操作，因此需要進(jìn)行同步；3.共享內(nèi)存一般搭配信息量使用（同步信息）；

shmwrite.c：

shmread.c：?

shmwrite.c運(yùn)行結(jié)果：?

shmread.c運(yùn)行結(jié)果：

以上代碼就是使用了共享內(nèi)存進(jìn)行通信，大家可以發(fā)我們在shmwrite.c里面發(fā)數(shù)據(jù)時運(yùn)用了sleep函數(shù)，防止共享內(nèi)存提前銷毀了。

五、信號

信號就是軟件中斷，信號提供了一種異步處理事件的方法，它允許進(jìn)程和內(nèi)核中斷其他進(jìn)程，一個信號就是一條消息，它通知進(jìn)程系統(tǒng)發(fā)生了某一種類型的事件；

信號的處理：1.忽略信號；2.捕捉信號；3.默認(rèn)動作；

忽略信號：大多數(shù)信號可以使用這個方式，注意：SIGKILL和SIGSTOP信號不能被忽略；

捕捉信號：當(dāng)該信號產(chǎn)生時，由內(nèi)核來調(diào)用用戶自定義的函數(shù)來實現(xiàn)某一種信號的處理；

默認(rèn)動作：當(dāng)發(fā)生該信號時，系統(tǒng)會自動執(zhí)行；

函數(shù)原型：

信號處理函數(shù)的注冊：

1.void ( *signal(int signum, void (*handler)(int)) ) (int);或者

typedef void (*sighandler_t)(int);

1.sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);????????//設(shè)置某一信號對應(yīng)動作（入門版）
再講解這個函數(shù)之前我們先來補(bǔ)充一點知識——typedef用法之一：定義函數(shù)指針類型；

就拿上面這個函數(shù)為例：sighandler_t是一個函數(shù)指針，其有一個整形類型的形參，并且返回值為空，使用typedef之后，sighandler_t就可以來定義一個函數(shù)，其就相當(dāng)于是一個類型了（和int這種一樣），所有signal函數(shù)形參中handler就是一個形參為int，返回值為空的函數(shù)指針。再看signal函數(shù)，通過其原型（即void ( *signal(int signum, void (*handler)(int)) ) (int)）可知signal是一個指針函數(shù)，即返回值為 指針的函數(shù)，那么這樣sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)就好理解了，就是signal的返回值是指針（這里是函數(shù)指針），其類型是sighandler_t（即形參為int，返回值為空的函數(shù)指針），這里要注意的是sighandler_t是signal返回值的類型，而不是signal的類型，但是是handler的類型。

參數(shù)1：信號名；參數(shù)2：信號處理函數(shù)，當(dāng)信號發(fā)生時調(diào)用此函數(shù)；

成功返回處理函數(shù)的指針，否則返回SIG_ERR;

2.int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);? ? ? ? //檢測或修改以及指定信號相關(guān)聯(lián)的處理動作（高級版，可攜帶消息）

參數(shù)1：信號名；參數(shù)2：結(jié)構(gòu)體指針（包含信號處理函數(shù)相關(guān)內(nèi)容）；參數(shù)3：結(jié)構(gòu)體指針（用來備份）；

成功返回0，否則返回-1；

信號處理發(fā)送函數(shù)：

3.int kill(pid_t pid, int sig);? ? ? ? //將信號發(fā)送給進(jìn)程或者進(jìn)程組（入門版）

參數(shù)1：進(jìn)程PID；參數(shù)2：信號名；

成功返回0，否則返回-1；

4.int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);? ? ? ? //將信號發(fā)送給進(jìn)程或者進(jìn)組（高級版，可攜帶信息）

參數(shù)1：進(jìn)程PID；參數(shù)2：信號名；參數(shù)3：要發(fā)送的消息內(nèi)容；

成功返回0，否則返回-1；

一般signal函數(shù)搭配kill函數(shù)來使用：

signal.c：

kill.c：

一般sigaction函數(shù)搭配sigqueue函數(shù)使用：

sigaction.c：

sigqueue.c：?

sigqueue.c運(yùn)行結(jié)果：

sigaction.c運(yùn)行結(jié)果：

六、信號量

信號量本質(zhì)上來說不屬于進(jìn)程間通信的方式之一，它是一個計數(shù)器。信號量用于實現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，而不是用于存儲進(jìn)程間通信數(shù)據(jù)；

最簡單的信號量只能取0和1變量，稱為二值變量；可以取多個正整數(shù)的信號量稱為通用信號量；

函數(shù)原型：

1.int semget(key_t key, int nsems, int semflg);? ? ? ? //創(chuàng)建或獲取一個信號量組；

其中nsems為信號量的個數(shù)，必須指定；若為現(xiàn)有的信號量集則為0；

成功返回信號量集ID,否則返回-1；

2.int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);? ? ? ? //對信號量組進(jìn)行操作，改變信號量的值；

參數(shù)1：信號量集ID；參數(shù)2：結(jié)構(gòu)體指針，包含信號量相關(guān)信息；參數(shù)3：信號量數(shù)組；

成功返回0，否則返回-1；

3.int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);? ? ? ? //控制信號兩個的相關(guān)信息；

參數(shù)1：信號量集ID；參數(shù)2：信號量編號；參數(shù)3；信號量的信息命令；參數(shù)4：與參數(shù)3有關(guān)；

成功返回的值與cmd有關(guān)，否則返回-1；

特點：1.信號量用于進(jìn)程間同步，一般配合共享內(nèi)存使用；2.信號量基于操作系統(tǒng)的PV操作，程序?qū)π盘柫康牟僮鞫际窃硬僮鳎?.每次對信號量的PV操作不僅限于信號量值+1或-1，而且可以加減任意數(shù)；4.支持信號量組；

這個代碼就通過信號量來讓子進(jìn)程先運(yùn)行，子進(jìn)程先放信號量，父進(jìn)程等待信號量，一般不這樣用，因為要父進(jìn)程等待子進(jìn)程用wait函數(shù)即可，信號量一般是搭配共享內(nèi)存使用的。?

總結(jié)

1.無名管道：速度慢，容量有限，只有親緣進(jìn)程之間才能通信；

2.有名管道：速度慢，但是任何進(jìn)程間都能通信；

3.消息隊列：容量受系統(tǒng)限制，第一次讀時，要考慮上次沒有讀完的數(shù)據(jù)問題；

4.共享內(nèi)存：能夠容易控制容量，速度快，但要考慮同步問題；

5.信號量：用來同步消息；

以上就是進(jìn)程間通信相關(guān)內(nèi)容，有不對的地方歡迎大家批評指正。

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