程序間通訊（一）

為什麼程序間要通訊？

1、資料傳輸

2、資源共享

3、通知事件

4、程序控制

程序間通訊方式：

管道通訊、

共享記憶體、

訊息佇列、

訊號通訊、

一、管道通訊

管道是單向的、先進先出的，它把乙個程序的輸出和另乙個程序的輸入連線在一起。乙個程序（寫程序）在管道尾部寫入資料，另乙個程序（讀程序）從管道的頭部讀出資料。

（1）popen

兩個程式之間傳遞資料的一種簡單方法是使用popen和pclose。

#include 
file *popen(const
char *command, const
char *type);
int pclose(file *stream);

popen函式允許乙個程式將另乙個程式作為新程序來啟動，並可以傳遞資料給它或者通過它接收資料。command字串是要執行的程式名和相應的引數。type必須是」r」或」w」。

如果type是」r」，被調程式的輸出就可以被呼叫程式使用，呼叫程式利用popen函式返回的file *檔案流指標，可以讀取被調程式的輸出；如果type是」w」，呼叫程式就可以向被調程式傳送資料，而被調程式可以在自己的標準輸入上讀取這些資料。

pclose函式只在popen啟動的程序結束後才返回。如果呼叫pclose時它仍在執行，pclose將等待該程序的結束。

#include 
#define size 1024*100
int main()
char buf[size] = ;
int ret = fread(buf, sizeof(char), size-1, fp);
// printf ("讀到的資料:\n %s\n", buf);
file *fp2 = popen("grep a.out", "w");
if (fp2 == null)
fwrite (buf, sizeof(char), ret, fp2);
printf ("寫入完成\n");
pclose (fp);
pclose (fp2);
return
0;}

（2）管道

管道包括無名管道和有名管道兩種，前者用於父程序和子程序間的通訊，後者可用於執行於同一系統中的任意兩個程序間的通訊。

①無名管道

無名管道由pipe()函式建立：

int
pipe(int filedis[2]);

當乙個管道建立時，它會建立兩個檔案描述符：

filedis[0]用於讀管道，filedis[1]用於寫管道。

管道用於不同程序間通訊。通常先建立乙個管道，在通過fork函式建立乙個子程序，該子程序會繼承父程序所建立的管道描述符。

注意事項：

必須在系統呼叫fork()前呼叫pipe()，否則子程序將不會繼承檔案描述符。

注意：如果管道所有的讀端都被關閉，繼續寫資料系統預設的操作是使程式退出

父子程序通過管道進行通訊

#include 
#include 
#include 
#include 
#define size 1024
// 子程序通過管道從父程序接收資料
void child_do(int *fd)
buf[ret] = '\0';
printf ("子程序讀到 %d 位元組資料： %s\n", ret, buf);
}// 關閉讀端
close (fd[0]);
}// 父程序通過管道向子程序傳送資料
void father_do(int *fd)
// 關閉寫端
close (fd[1]);
}int main()
// 建立子程序
pid_t pid = fork();
switch (pid)
return
0;}

#include 
#include 
int mkfifo(const
char *pathname, mode_t mode);
pathname: fifo檔名
mode:屬性（同檔案操作）

一旦建立了乙個fifo,就可用open開啟它，一般的檔案訪問函式（close、read、write等）都可用於fifo。

當開啟fifo時，非阻塞標識（o_nonblock）將對以後的讀寫產生影響：

1、沒有使用o_nonblock:訪問要求無法滿足時程序將阻塞。如果試圖讀取空的fifo，將導致程序阻塞。

2、使用o_nonblock:訪問要求無法滿足時不阻塞，立刻出錯返回。errno是enxio。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define size 1024
int main()
//寫端
char buf[size];
while (1)
//讀端
char buf[size];
while (1)
return
0;}

二、共享記憶體

共享記憶體實現分兩個步驟：

1、建立共享記憶體，使用shmget函式

2、對映共享記憶體，將這段建立的共享記憶體對映到具體的程序空間去，使用shmat函式。

①建立：

int shmget（key_t key, int

size, int shm***）

key:

1、0/ipc_private：當key的取值為ipc_private，則函式shmget()將建立一塊新的共享記憶體；如果key取值為0，而引數shm***中又設定ipc_private這個標誌，則同樣會建立一塊新的共享記憶體。

2、大於0的32位整數：視引數shm***來確定操作。

size:

1、大於0的整數：新建的共享記憶體大小，以位元組為單位0：

2、只獲取共享記憶體時指定為0

shm***:模式標誌引數，使用時需要與ipc物件訪問許可權（如0600）進行|運算來確定共享記憶體的訪問許可權

1、0：取共享記憶體識別符號，若不存在則函式會報錯

2、ipc_creat：當shm***&ipc_creat為真時，如果核心中不存在鍵值與key相等的共享記憶體，則新建乙個共享記憶體；如果存在這樣的共享記憶體，返回此共享記憶體的識別符號

3、ipc_creat|ipc_excl：如果核心中不存在鍵值與key相等的共享記憶體，則新建乙個共享記憶體；如果存在這樣的共享記憶體則報錯

返回值：如果成功，返回共享記憶體識別符號；如果失敗，返回-1。

②對映：

void* shmat(int shmid, char *shmaddr, int flag)

引數：

第乙個引數，shm_id是由shmget函式返回的共享記憶體標識。

第二個引數，shm_addr指定共享記憶體連線到當前程序中的位址位置，通常為空，表示讓系統來選擇共享記憶體的位址。

第三個引數，shm_***是一組標誌位，通常為0。

int shmdt(char *shmaddr);

引數shmaddr是shmat函式返回的位址指標，呼叫成功時返回0，失敗時返回-1.

該函式用於將共享記憶體從當前程序中分離。注意，將共享記憶體分離並不是刪除它，只是使該共享記憶體對當前程序不再可用。

④共享記憶體控制

int
shmctl(int shm_id, int command, struct shmid_ds *buf);

第乙個引數，shm_id是shmget函式返回的共享記憶體識別符號。

第二個引數，command是要採取的操作，它可以取下面的三個值：

ipc_stat：把shmid_ds結構中的資料設定為共享記憶體的當前關聯值，即用共享記憶體的當前關聯值覆蓋shmid_ds的值。

ipc_set：如果程序有足夠的許可權，就把共享記憶體的當前關聯值設定為shmid_ds結構中給出的值

ipc_rmid：刪除共享記憶體段

第三個引數，buf是乙個結構指標，它指向共享記憶體模式和訪問許可權的結構。

shmid_ds結構至少包括以下成員：

struct shmid_ds
;

建立共享記憶體

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
typedef
struct _shm
shm;
int main()
// 2、將共享記憶體對映到當前的程序空間
shm* pshm = (shm*)shmat(shmid, null, 0);
if(pshm == (shm*)-1)
strcpy (pshm->msg, "hello");
// 解除共享記憶體對映，解除是值當前程序不能再使用共享記憶體
shmdt(pshm);
shmctl(shmid, ipc_rmid, null);
return
0;}

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