進(jìn)程間通信軟帝信息科技

linux進(jìn)程間通信信號(hào)共享內(nèi)存消息隊(duì)列軟帝信息科技http

信號(hào)通信信號(hào)概述信號(hào)是

中斷。信號(hào)(signal)機(jī)制是Unix系統(tǒng)中最為古老的進(jìn)程之間的通信機(jī)制。它用于在一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程之間傳遞異步信號(hào)。很多條件可以產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。當(dāng)用戶按某些終端鍵時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)。在終端上按DELETE鍵通常產(chǎn)生中斷信號(hào)（SIGINT）。這是停止一個(gè)已失去控制程序的方法。硬件異常產(chǎn)生信號(hào)：除數(shù)為0、無(wú)效的

等等。這些條件通常由硬件檢測(cè)到，并將其通知內(nèi)核。然后內(nèi)核為該條件發(fā)生時(shí)正在運(yùn)行的進(jìn)程產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)。例如，對(duì)執(zhí)行一個(gè)無(wú)效

訪問(wèn)的進(jìn)程產(chǎn)生一個(gè)SIGSEGV。軟帝信息科技http

進(jìn)程用kill(2)函數(shù)可將信號(hào)發(fā)送給另一個(gè)進(jìn)程或進(jìn)程組。自然，有些限制：接收信號(hào)進(jìn)程和發(fā)送信號(hào)進(jìn)程的所有者必須相同，或發(fā)送信號(hào)進(jìn)程的所有者必須是超級(jí)用戶。用戶可用kill(

1

)命令將信號(hào)發(fā)送給其他進(jìn)程。此程序是kill函數(shù)的界面。常用此命令終止一個(gè)失控的 進(jìn)程。當(dāng)檢測(cè)到某種條件已經(jīng)發(fā)生，并將其通知有關(guān)進(jìn)程時(shí)也產(chǎn)生信號(hào)。這里并不是指硬件產(chǎn)生條件（如被0除），而是條件。例如SIGURG(在網(wǎng)絡(luò)連接上傳來(lái)非規(guī)定波特率的數(shù)據(jù))、SIGPIPE(在管道的讀進(jìn)程已終止后一個(gè)進(jìn)程寫此管道)，以及SIGALRM(進(jìn)程所設(shè)置的鬧鐘時(shí)間已經(jīng)超時(shí))。軟帝信息科技http

內(nèi)核為進(jìn)程生產(chǎn)信號(hào)，來(lái)響應(yīng)不同的事件，這些事件就是信號(hào)源。主要的信號(hào)源如下：異常：進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常；其它進(jìn)程：一個(gè)進(jìn)程可以向另一個(gè)或一組進(jìn)程發(fā)送信號(hào)；終端中斷：Ctrl-C，Ctrl-\等；作業(yè)控制：前臺(tái)、

進(jìn)程的管理；分

：CPU超時(shí)或文件大小突破限制；通知：通知進(jìn)程某事件發(fā)生，如I/O就緒等；：計(jì)時(shí)器到期。軟帝信息科技http

Linux中的信號(hào)：1)

SIGHUP5)

SIGTRAP9)

SIGKILL13)

SIGPIPE17)

SIGCHLD21)

SIGTTIN25)

SIGXFSZ29)

SIGIO3)

SIGQUIT7)

SIGBUS11)

SIGSEGV4)

SIGILL8)

SIGFPE12)

SIGUSR22)

SIGINT6)

SIGABRT10)

SIGUSR114)

SIGALRM18)

SIGCONT22)

SIGTTOU15)

SIGTERM19)

SIGSTOP23)

SIGURG16)

SIGSTKFLT20)

SIGTSTP24)

SIGXCPU26)

SIGVTALRM 27)

SIGPROF30)

SIGPWR 31)

SIGSYS28)

SIGWINCHKill-l

命令顯示系統(tǒng)信號(hào)1-31不可靠信號(hào)34-64

可靠信號(hào)可靠信號(hào)支持多次

，排隊(duì)處理軟帝信息科技http

下面是幾個(gè)常見(jiàn)的信號(hào)。SIGHUP：從終端上發(fā)出的結(jié)束信號(hào)；SIGINT：來(lái)自鍵盤的中斷信號(hào)（Ctrl-C）；SIGQUIT：來(lái)自鍵盤的退出信號(hào)（Ctrl-\）；SIGFPE：浮點(diǎn)異常信號(hào)（例如浮點(diǎn)運(yùn)算溢出）；SIGKILL：該信號(hào)結(jié)束接收信號(hào)的進(jìn)程；SIGALRM：進(jìn)程的定時(shí)器到期時(shí)，發(fā)送該信號(hào)；SIGTERM：kill

命令發(fā)出的信號(hào)；SIGCHLD：標(biāo)識(shí)子進(jìn)程停止或結(jié)束的信號(hào)；SIGSTOP：來(lái)自鍵盤（Ctrl-Z）或調(diào)試程序的停止執(zhí)行信號(hào)…………軟帝信息科技http

信號(hào)生命周期軟帝信息科技http

可以要求系統(tǒng)在某個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)按照下列三種方式中的一種進(jìn)行操作。忽略此信號(hào)。大多數(shù)信號(hào)都可使用這種方式進(jìn)行處理，但有兩種信號(hào)卻決不能被忽略。它們是：SIGKILL和SIGSTOP。這兩種信號(hào)不能被忽略的原因是：它們向超級(jí)用戶提供一種使進(jìn)程終止或停止的可靠方法。另外，如果忽略某些由硬件異常產(chǎn)生的信號(hào)（例如

存儲(chǔ)

或除以0），則進(jìn)程的行為是未定義的。捕捉信號(hào)。為了做到這一點(diǎn)要通知內(nèi)核在某種信號(hào)發(fā)生時(shí)，調(diào)用一個(gè)用戶函數(shù)。在用戶函數(shù)中，可執(zhí)行用戶希望對(duì)這種事件進(jìn)行的處理。如果捕捉到SIGCHLD信號(hào)，則表示子進(jìn)程已經(jīng)終止，所以此信號(hào)的捕捉函數(shù)可以調(diào)用waitpid以取得該子進(jìn)程的進(jìn)程ID以及它的終止?fàn)顟B(tài)。執(zhí)行系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作。對(duì)大多數(shù)信號(hào)的系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作是終止該進(jìn)程。軟帝信息科技http

每一個(gè)信號(hào)都有一個(gè)缺省動(dòng)作，它是當(dāng)進(jìn)程沒(méi)有給這個(gè)信號(hào)指定處理程序時(shí)，內(nèi)核對(duì)信號(hào)的處理。有5種缺省的動(dòng)作：異常終止（abort）：在進(jìn)程的當(dāng)前

下，把進(jìn)程的地址空間內(nèi)容、寄存器內(nèi)容保存到一個(gè)叫做core的文件中，而后終止進(jìn)程。退出（exit）：不產(chǎn)生core文件，直接終止進(jìn)程。忽略（ignore）：忽略該信號(hào)。停止（stop）：掛起該進(jìn)程。繼續(xù)（continue）：如果進(jìn)程被掛起，則恢復(fù)進(jìn)程的運(yùn)行。否則，忽略信號(hào)。軟帝信息科技http

信號(hào)發(fā)送與捕捉kill()和raise()kill()不僅可以中止進(jìn)程，也可以向進(jìn)程發(fā)送其他信號(hào)。與kill函數(shù)不同的是，raise()函數(shù)運(yùn)行向進(jìn)程自身發(fā)送信號(hào)。#include

<sys/types.h>#include

<signal.h>int

kill(pid_t

pid,

int

signo)

;int

raise(int

signo)

;兩個(gè)函數(shù)返回：若成功則為0，若出錯(cuò)則為-1。軟帝信息科技http

kill的pid參數(shù)有四種不同的情況：pid>0

將信號(hào)傳給進(jìn)程識(shí)別碼為pid

的進(jìn)程。pid=0

將信號(hào)傳給和目前進(jìn)程相同進(jìn)程組的所有進(jìn)程pid=-1

將信號(hào)廣播傳送給系統(tǒng)內(nèi)所有的進(jìn)程pid<0

將信號(hào)傳給進(jìn)程組識(shí)別碼為pid絕對(duì)值的所有進(jìn)程kill()實(shí)例見(jiàn)：kill.c軟帝信息科技http

alarm和pause函數(shù)使用alarm函數(shù)可以設(shè)置一個(gè)時(shí)間值(鬧鐘時(shí)間)，在將來(lái)的某個(gè)時(shí)刻該時(shí)間值會(huì)被超過(guò)。當(dāng)所設(shè)置的時(shí)間值被超過(guò)后，產(chǎn)生SIGALRM信號(hào)。如果不忽略或不捕捉此信號(hào)，則其默認(rèn)動(dòng)作是終止該進(jìn)程。#include

<unistd.h>unsigned

int

alarm(unsigned

int

seconds)

;返回：0或以前設(shè)置的鬧鐘時(shí)間的余留秒數(shù)軟帝信息科技http

參數(shù)seconds的值是秒數(shù)，經(jīng)過(guò)了指定的seconds秒后會(huì)產(chǎn)生信號(hào)SIGALRM。每個(gè)進(jìn)程只能有一個(gè)鬧鐘時(shí)間。如果在調(diào)用alarm時(shí)，以前已為該進(jìn)程設(shè)置過(guò)鬧鐘時(shí)間，而且它還沒(méi)有超時(shí)，則該鬧鐘時(shí)間的余留值作為本次alarm函數(shù)調(diào)用的值返回。以前登記的鬧鐘時(shí)間則被新值代換。如果有以前登記的尚未超過(guò)的鬧鐘時(shí)間，而且seconds值是0，則取消以前的鬧鐘時(shí)間，其余留值仍作為函數(shù)的返回值。軟帝信息科技http

pause函數(shù)使調(diào)用進(jìn)程掛起直至捕捉到一個(gè)信號(hào)。#include

<unistd.h>int

pause(void);返回：-1，errno設(shè)置為EINTR只有執(zhí)行了一個(gè)信號(hào)處理程序并從其返回時(shí)，pause才返回。實(shí)例見(jiàn)：alarm.c軟帝信息科技http

信號(hào)的處理當(dāng)系統(tǒng)捕捉到某個(gè)信號(hào)時(shí)，可以忽略該信號(hào)或是使用指定的處理函數(shù)來(lái)處理該信號(hào)，或者使用系統(tǒng)默認(rèn)的方式。信號(hào)處理的主要方法有兩種，一種是使用簡(jiǎn)單的signal函數(shù)，另一種是使用信號(hào)集函數(shù)組。Signal函數(shù)主要用于32種非實(shí)時(shí)信號(hào)處理。軟帝信息科技http

signal()#include

<signal.h>void

(*signal

(int

signo,

void(*func)(int)))(int)返回：成功則為以前的信號(hào)處理配置，若出錯(cuò)則為SIG_ERRfunc的值是：(a)常數(shù)SIG_IGN，或(b)常數(shù)SIG_DFL，或

(c)當(dāng)接到此信號(hào)后要調(diào)用的函數(shù)的地址。如果指定SIG_IGN，則向內(nèi)核表示忽略此信號(hào)（有兩個(gè)信號(hào)SIGKILL和SIGSTOP不能忽略）。如果指定SIG_DFL，則表示接到此信號(hào)后的動(dòng)作是系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作。當(dāng)指定函數(shù)地址時(shí)，

稱此為捕捉此信號(hào)。 稱此函數(shù)為信號(hào)處理程序（signalhandler）或信號(hào)捕捉函數(shù)（signal-catching

function）。軟帝信息科技http

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signal函數(shù)原型太復(fù)雜了，如果使用下面的typedef，則可使其簡(jiǎn)化。typedef

void

sign(int);sign

*signal(int,

handler

*);實(shí)例見(jiàn)：mysignal.c軟帝信息科技http

信號(hào)集函數(shù)組需要有一個(gè)能表示多個(gè)信號(hào)——信號(hào)集（signal

set）的數(shù)據(jù)類型。將在sigprocmask()這樣的函數(shù)中使用這種數(shù)據(jù)類型，以告訴內(nèi)核不允許發(fā)生該信號(hào)集中的信號(hào)。信號(hào)集函數(shù)組包含幾大模塊：創(chuàng)建函數(shù)集、登記信號(hào)集、檢測(cè)信號(hào)集。軟帝信息科技http

信號(hào)操作一般流程SigemptysetSigaddset…Sigprocmask…定義信號(hào)集設(shè)置

位sa_masksa_handlersigaction…Sigpending…定義信號(hào)處理函數(shù)測(cè)試信號(hào)軟帝信息科技http

創(chuàng)建函數(shù)集#include

<signal.h>int

sigemptyset(sigset_t

*

set)

;int

sigfillset(sigset_t*

set)

;int

sigaddset(sigset_t

*

set,int

signo)

;int

sigdelset(sigset_t

*

set,int

signo);四個(gè)函數(shù)返回：若成功則為0，若出錯(cuò)則為-1int

sigismember(const

sigset_t

*

set,

intsigno)

;返回：若真則為1，若假則為0。軟帝信息科技http

sigemptyset：初始化信號(hào)集合為空。sigfillset：初始化信號(hào)集合為所有信號(hào)的集合。sigaddset：將指定信號(hào)添加到現(xiàn)存集中。sigdelset：從信號(hào)集中刪除指定信號(hào)。sigismember：查詢指定信號(hào)是否在信號(hào)集合中。軟帝信息科技http

登記信號(hào)集登記信號(hào)處理機(jī)主要用于決定進(jìn)程如何處理信號(hào)。首先要判斷出當(dāng)前進(jìn)程阻塞能不能傳遞給該信號(hào)的信號(hào)集。這首先使用sigprocmask函數(shù)判斷檢測(cè)或更改 字，然后使用sigaction函數(shù)改變進(jìn)程接受到特定信號(hào)之后的行為。軟帝信息科技http

一個(gè)進(jìn)程的字可以規(guī)定當(dāng)前阻塞而不能遞送給該進(jìn)程的信號(hào)集。調(diào)用函數(shù)sigprocmask可以檢測(cè)或更改(或兩者)進(jìn)程的字。#

include

<signal.h>int

sigprocmask(int

how,

const

sigset_t*

set,

sigset_t

*

oset)

;返回：若成功則為0，若出錯(cuò)則為-1oset是非空指針，進(jìn)程的當(dāng)前 字通過(guò)oset返回。其次，若set是一個(gè)非空指針，則參數(shù)how指示如何修改當(dāng)前 字。軟帝信息科技http

字的方法，how參數(shù)用sigprocmask更改當(dāng)前設(shè)定：SIG_BLOCK該進(jìn)程新的字是其當(dāng)前希望阻塞的附字和set指向信號(hào)集的并集。set包含了加信號(hào)。SIG_UNBLOCK該進(jìn)程新的字是其當(dāng)前信號(hào)字和set所指向信號(hào)集的交集。set包含了 希望解除阻塞的信號(hào)。SIG_SETMASK該進(jìn)程新的

是set指向的值。如果set是個(gè)空指針，則不改變?cè)撨M(jìn)程的 字，how的值也無(wú)意義。軟帝信息科技http

sigaction函數(shù)的功能是檢查或修改(或兩者)與指定信號(hào)相關(guān)聯(lián)的處理動(dòng)作。此函數(shù)取代了UNIX早期版本使用的signal函數(shù)。#include

<signal.h>int

sigaction(int

signo,

const

struct

sigaction

*act,structsigaction

*

oact)

;返回：若成功則為0，若出錯(cuò)則為-1參數(shù)signo是要檢測(cè)或修改具體動(dòng)作的信號(hào)的數(shù)。若act指針?lè)强眨瑒t要修改其動(dòng)作。如果oact指針?lè)强眨瑒t系統(tǒng)返回該信號(hào)的原先動(dòng)作。此函數(shù)使用下列結(jié)構(gòu)：struct

sigaction

{void

(*sa_handler)(int

signo);sigset_t

sa_mask;int

sa_flags;void

(*sa_restore);

}

;軟帝信息科技http

sa_handler是一個(gè)函數(shù)指針，指定信號(hào)關(guān)聯(lián)函數(shù)，可以是自定義處理函數(shù)，還可以SIG_DFL或SIG_IGN。sa_mask是一個(gè)信號(hào)集，它可以指定在信號(hào)處理程序執(zhí)行過(guò)程中哪些信號(hào)應(yīng)當(dāng)被阻塞。sa_flags中包含許多標(biāo)志位，是對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的各種選項(xiàng)。具體如下：SA_NODEFER\SA_NOMASK:當(dāng)捕捉到此信號(hào)時(shí)，在執(zhí)行其信號(hào)捕捉函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)阻塞此信號(hào)。SA_NOCLDSTOP:進(jìn)程忽略子進(jìn)程產(chǎn)生的任何SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN和SIGTTOU信號(hào)SA_RESTART:可讓重啟的系統(tǒng)調(diào)用重新起作用。SA_ONESHOT\SA_RESETHAND:自定義信號(hào)只執(zhí)行一次，在執(zhí)行完畢后恢復(fù)信號(hào)的系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作。軟帝信息科技http

檢測(cè)信號(hào)集檢測(cè)信號(hào)是信號(hào)處理的后續(xù)步驟，但不是必須的。sigpending函數(shù)運(yùn)行進(jìn)程檢測(cè)“未決”信號(hào)（進(jìn)程不清楚他的存在），并進(jìn)一步?jīng)Q定對(duì)他們做何處理。sigpending返回對(duì)于調(diào)用進(jìn)程被阻塞不能遞送和當(dāng)前未決的信號(hào)集。#include

<signal.h>int

sigpending(sigset_t

*

set)

;返回：若成功則為0，若出錯(cuò)則為-1信號(hào)集實(shí)例見(jiàn)：sigaction.c軟帝信息科技http

共享內(nèi)存共享內(nèi)存區(qū)域是被多個(gè)進(jìn)程共享的一部分物理內(nèi)存。如果多個(gè)進(jìn)程都把該內(nèi)存區(qū)域到自己的虛擬地址空間，則這些進(jìn)程就都可以直接該共享內(nèi)存區(qū)域，從而可以通過(guò)該區(qū)域進(jìn)行通信。共享內(nèi)存是進(jìn)程間共享數(shù)據(jù)的一種最快的方法，一個(gè)進(jìn)程向共享內(nèi)存區(qū)域?qū)懭肓藬?shù)據(jù)，共享這個(gè)內(nèi)存區(qū)域的所有進(jìn)程就可以立刻看到其中的內(nèi)容。軟帝信息科技http

進(jìn)程一進(jìn)程二共享內(nèi)存共享內(nèi)存原理示意圖軟帝信息科技http

共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟:一、創(chuàng)建共享內(nèi)存，使用shmget函數(shù)。到具體二、

共享內(nèi)存，將這段創(chuàng)建的共享內(nèi)存的進(jìn)程空間去，使用shmat函數(shù)。軟帝信息科技http

系統(tǒng)調(diào)用：shmget();原型：int

shmget

(

key_t

key,

int

size,

intshm

);返回值：如果成功，返回共享內(nèi)存段標(biāo)識(shí)符。如果失敗，則返回-1：errno=EINVAL(無(wú)效的內(nèi)存段大小)EEXIST(內(nèi)存段已經(jīng)存在，無(wú)法創(chuàng)建)EIDRM(內(nèi)存段已經(jīng)被刪除)ENOENT(內(nèi)存段不存在)EACCES(權(quán)限不夠)ENOMEM(沒(méi)有足夠的內(nèi)存來(lái)創(chuàng)建內(nèi)存段)軟帝信息科技http

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系統(tǒng)調(diào)用：shmat();原型：int

shmat

(

int

shmid,

char

*shmaddr,

int

shm

);返回值：如果成功，則返回共享內(nèi)存段連接到進(jìn)程中的地址。如果失敗，則返回-1：errno=EINVAL(無(wú)效的IPC

ID

值或者無(wú)效的地址)ENOMEM(沒(méi)有足夠的內(nèi)存)EACCES(存取權(quán)限不夠)軟帝信息科技http

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當(dāng)一個(gè)進(jìn)程不在需要共享的內(nèi)存段時(shí)，它將會(huì)把內(nèi)存段從其地址空間中脫離。系統(tǒng)調(diào)用：shmdt();調(diào)用原型：int

shmdt(char

*shmaddr);返回值：如果失敗，則返回-1：errno=EINVAL(無(wú)效的連接地址)共享內(nèi)存實(shí)例見(jiàn)：shmadd.c軟帝信息科技http

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消息隊(duì)列消息隊(duì)列就是消息的一個(gè)鏈表，它允許一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程向它寫消息，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程從中讀消息。具有一定的FIFO的特性，但是可實(shí)現(xiàn)消息的隨即查詢。這些消息存在于內(nèi)核

中，由“隊(duì)列ID”來(lái)標(biāo)識(shí)。消息隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)包括創(chuàng)建和打開(kāi)隊(duì)列、添加消息、

消息和控制消息隊(duì)列這四種操作。msgget：創(chuàng)建和打開(kāi)隊(duì)列，其消息數(shù)量受系統(tǒng)限制。msgsnd：添加消息，將消息添加到消息隊(duì)列尾部。msgrcv：

消息，從消息隊(duì)列中取走消息。msgctl：控制消息隊(duì)列。軟帝信息科技http

int

msgget

(key_tkey,

int

flag)key：返回新的或已有隊(duì)列的ID，IPC_PRIVATEint

msgsnd

(int

msqid,

struct

msgbuf

*msgp,

size_tmsgsz,

int

flag)其中：msqid是消息隊(duì)列的隊(duì)列ID；msgp是消息內(nèi)容所在的緩沖區(qū)；msgsz是消息的大??；msg

是標(biāo)志,IPC_NOWAIT若消息并沒(méi)有立交發(fā)送而調(diào)用進(jìn)程會(huì)立即返回。軟帝信息科技http

軟帝信息科技http

struct

msgbuf{/*

type

of

message

*//*

message

text

*/long

mtype;char

mtext[1];};軟帝信息科技http

3限公司http

int

msgr