UNIX進(jìn)程間通信課件

UNIX進(jìn)程間通信第一節(jié)進(jìn)程通信的基本概念進(jìn)程通信包括控制信息傳遞和大批量信息傳遞.1.通信方式1)主從式-----通信進(jìn)程間有主從之分。2)會話式-----用請求/服務(wù)方式完成通信。3)平等方式——通過消息緩沖或郵箱完成通信；或通過共享緩沖區(qū)通信。2.Unix中的進(jìn)程通信基本通信：用于傳遞進(jìn)程間的控制信息；管道通信：將管道文件作為通信的介質(zhì)，傳遞進(jìn)程間的信息；IPC(InterProcessCommuation)通信：用于進(jìn)程間大量的數(shù)據(jù)傳送。第二節(jié)UNIX的基本進(jìn)程通信鎖文件通信通信進(jìn)程雙方在某個指定目錄中（通常會是/tmp目錄）查找是否有一個雙方約定好的鎖文件存在，存在時(shí)完成一種處理，不存在時(shí)完成另一種操作。記錄鎖定文件通信記錄文件中連續(xù)存儲的字節(jié)組成的特定數(shù)據(jù)段或數(shù)據(jù)區(qū)。實(shí)現(xiàn)：使用UNIX中已有的一個加鎖程序。方式建議型鎖定強(qiáng)制型鎖定常用操作方法：系統(tǒng)調(diào)用fcntl及庫函數(shù)lockf3.信號通信信號進(jìn)程中異步發(fā)生事件的提示信息。UNIX進(jìn)程通信中可使用的信號已做了預(yù)先的內(nèi)部約定。查看各信號的描述說明：man命令或在頭文件<sys/signal.h>中。信號的作用用于進(jìn)程間的同步和互斥進(jìn)程的條件執(zhí)行信號的發(fā)送編程級的：系統(tǒng)調(diào)用kill(pid,sig)Shell命令級的：kill命令注：普通用戶只能向自己創(chuàng)建的進(jìn)程發(fā)送信號；超戶可以向任意進(jìn)程發(fā)送信號。信號的捕獲和處理系統(tǒng)調(diào)用signal(sig,func())功能：為sig信號注冊指定的處理函數(shù)func三種取值：SIG-IGN:忽略所接收信號SIG-DFL:恢復(fù)對信號的缺省處理函數(shù)名:自定義函數(shù)/*test_signal.c*/#include<signal.h>main(){voidcatchint();

inti;

signal(SIGINT,catchint());for(i=1;i<5;i++){printf(“sleepcall#%d\n”,i);

sleep(1);}

printf(“Exiting.\n”);exit(0);}voidcatchint(intsigno){/*signal(SIGINT,SIG_IGN);*/

printf(“\nCATCHINT:signo=%d;”,signo);

printf(“Return.\n”);}1）執(zhí)行中不用delete或^c鍵打斷%test_signalsleepcall#1……sleepcall#4Exiting./*test_signal.c*/#include<signal.h>main(){voidcatchint();

inti;signal(SIGINT,catchint());for(i=1;i<5;i++){printf(“sleepcall#%d\n”,i);

sleep(1);}

printf(“Exiting.\n”);exit(0);}voidcatchint(intsigno){

printf(“\nCATCHINT:signo=%d;”,signo);

printf(“Return.\n”);}2）在第二次循環(huán)后按了delete鍵；%test_signalsleepcall#1sleepcall#2CATCHINT:signo=2;Return.sleepcall#3sleepcall#4Exiting./*test_signal.c*/#include<signal.h>main(){voidcatchint();

inti;signal(SIGINT,catchint());for(i=1;i<5;i++){printf(“sleepcall#%d\n”,i);

sleep(1);}

printf(“Exiting.\n”);exit(0);}voidcatchint(intsigno){

printf(“\nCATCHINT:signo=%d;”,signo);

printf(“Return.\n”);}3）第二次循環(huán)后按了delete鍵，第三次又按了delete鍵。%test_signalsleepcall#1sleepcall#2CATCHINT:signo=2;Return.sleepcall#3

signal(SIGINT,catchint());信號復(fù)位：信號處理函數(shù)僅用一次，處理過一次后恢復(fù)到默認(rèn)處理程序狀態(tài)。第三節(jié)管道通信管道UNIX中的一種先進(jìn)先出(FIFO)的特殊文件管道的讀寫依然使用read、write系統(tǒng)調(diào)用管道讀出寫入寫管道與寫文件的區(qū)別寫管道總在管道的末尾寫；寫文件可以通過調(diào)整文件指針在任意位置寫。寫管道每次寫入的字節(jié)數(shù)受系統(tǒng)參數(shù)限制。設(shè)備忙時(shí)，write會被阻塞延遲執(zhí)行。寫一個沒有以寫方式打開的管道，將生成SIGPIPE信號，error置為EPIPE。讀管道與讀文件的區(qū)別讀管道總從管道的當(dāng)前位置讀；讀文件支持文件指針的移動。當(dāng)管道中無信息時(shí)read系統(tǒng)調(diào)用被阻塞；讀空文件返回空串。若管道未被其他進(jìn)程以寫方式打開，就對管道進(jìn)行read，返回0值。無名管道創(chuàng)建方法：Shell命令級的：|管道符編程級的：intfds[2];

intpipe(fds);使用fds[0]讀取管道中的數(shù)據(jù)；使用fds[1]往管道中寫入數(shù)據(jù)。應(yīng)用場合：父子進(jìn)程間通信示例/*用管道將數(shù)據(jù)從父進(jìn)程傳遞到子進(jìn)程*/#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<sting.h>#defineBUFSIZ512main(intargc,char*argv[]){int

fds[2];staticcharmessage[BUFSIZ];if(argc!=2){

fprintf(stderr,”Usage:%smessage\n”,*argv);

exit(1);}if(pipe(fds)==-1){

perror(“pipe”);exit(2);}switch(fork()){case-1:perror(“forkerror.”);

exit(3);case0:close(fds[1]);

if(read(fds[0],message,BUFSIZ)!=-1){ printf(“Messagereceivedbychild:[%s]\n”,message); fflush(stdout); }else{perror(“Readerror”); exit(4); } break;default:

close(fds[0]);

if(write(fds[1],argv[1],strlen(argv[1]))!=-1){printf("Messagesentbyparent:[%s]\n",argv[1]);

fflush(stdout);

}else{

perror("write");

exit(5);}

}exit(0);}%a.out"messageisabc"Messagereceivedbychild:[messageisabc]Messagesentbyparent:[messageisabc]有名管道特點(diǎn)生成時(shí)在文件系統(tǒng)中生成一個目錄表項(xiàng)；允許兩個獨(dú)立的進(jìn)程借此進(jìn)行通信。創(chuàng)建方法：shell命令級的：mknod命令例：%mknodPFILEp管道文件名表示生成一個管道文件創(chuàng)建方法（續(xù)）庫函數(shù)popen()

管道文件名訪問權(quán)限典型用法:……mknod(path,S_IFIFO|mode,0);……fd=open(path,0);……read(fd,buf,PIPE_BUF);……編程級的：系統(tǒng)調(diào)用mknod()第四節(jié)SystemVIPCSystemVIPC的三種通信機(jī)制消息隊(duì)列（messagequeue）進(jìn)程間分類格式化的數(shù)據(jù)傳送。共享內(nèi)存（sharedmemory）通過共享同一塊內(nèi)存空間實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。信號燈（semaphore）多個進(jìn)程在一組信號燈上同步。相關(guān)知識IPC標(biāo)識符每個SystemVIPC對象都有一個，對本類IPC對象唯一。key_t鍵三種類型的SystemVIPC使用key_t值作為它們的名字；<sys/types.h>把key_t定義為一個整數(shù)，通常由一個進(jìn)程相關(guān)或用戶相關(guān)的唯一的字符串通過ftok函數(shù)生成。內(nèi)核中的消息隊(duì)列結(jié)構(gòu)消息機(jī)制提供的系統(tǒng)調(diào)用msgget：返回消息描述符，用于創(chuàng)建或指定一消息隊(duì)列msgqid=msgget(key,msgflg)key_tkey;/*關(guān)鍵字*/intmsgflg;/*get的標(biāo)志及許可權(quán)*/msgsnd：發(fā)送消息，成功返回0,出錯為-1msgsnd(msgqid,msgp,msgsz,msgflg)intmsgqid;/*消息描述符*/structmsgbuf*msgp;

/*消息類型和字符數(shù)組的指針*/intmsgsz,msgflg；/*

msgsz是數(shù)組大小，msgflg是同步標(biāo)識*/msgrcv：接受消息msgrcv(msgqid,msgp,msgsz,msgtype,msgflg)intmsgqid;structmsgbug*msgp;intmsgsz;longmsgtype;

/*用戶想要讀出消息的類型*/intmsgflg;msgctl：查詢、設(shè)置或刪除消息描述符的狀態(tài)msgctl(msgqid,cmd,buf)intmsgqid,cmd;/*cmd是規(guī)定命令的類型：IPC_STAT、IPC_SET或IPC_RMID*/msgqid_ds*buf;/*用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址*/相關(guān)的頭文件：sys/types.h sys/ipc.h sys/msg.h相關(guān)管理命令ipcs命令ipcrm命令系統(tǒng)調(diào)用的使用關(guān)系和順序：首先用msgget建立或打開一個消息隊(duì)列，得到msgqid。例：msgqid=msgget(MSGKEY,0777)然后，用上述獲得的msgqid調(diào)用msgsnd和msgrcv發(fā)送和接受消息。或，調(diào)用msgctl

來設(shè)置或獲取消息隊(duì)列屬性、或刪除該消息隊(duì)列。例：客戶進(jìn)程和服務(wù)進(jìn)程用消息機(jī)制進(jìn)行信息通信/*msg-client.c*/#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/msg.h>#defineMSGKEY75structmsgform{longmtype;charmtext[256];};main(){structmsgformmsg;

intmsgqid,pid,*pint;

msgqid=msgget(MSGKEY,0777);pid=getpid();printf(“client:pid=%d\n”,pid);pint=(int*)msg.mtext;*pint=pid;msg.mtype=1;msgsnd(msgqid,&msg,sizeof(int),0);msgrcv(msgqid,&msg,256,pid,0);printf(“client:receivefrompid%d\n”,*pint);}/*msg-server.c*/#inclide<sys/types.h>#inclide<sys/ipc.h>#inclide<sys/msg.h>#defineMSGKEY75structmsgform{longmtype;charmtext[256];}msg;

intmsgqid;main(){inti,pid,*pint;externcleanup();for(i=0;i<23;i++)signal(i,cleanup);sgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);

printf(“server:pid=%d\n”,getpid());for(;;){

msgrcv(msgqid,&msg,256,1,0);pint=(int*)msg.mtext;pid=*pint;

printf(“server:receivefrompid%d\n”,pid);msg.mtype=pid;*pint=getpid();

sgsnd(msgqid,&msg,sizeof(int),0);

}}cleanup(