Linux程序間通訊

參考文章：

[1] 程序間的五種通訊方式介紹

[2] 《嵌入式linux開發教程（上冊）》

程序間通訊（ipc，interprocess communication）是指在不同程序之間傳播或交換資訊。

ipc的方式通常有管道（包括無名管道和命名管道）、共享儲存、訊息佇列、訊號量、socket、streams等。其中 socket和streams支援不同主機上的兩個程序ipc。

管道是乙個程序連線資料流到另外乙個程序的通道，它通常被用作把乙個程序的輸出通過管道連線到拎乙個程序的輸入。管道分為匿名管道和命名管道（fifo：先進先出）。

特點：pipe()函式可以用來建立一條匿名管道，它的原型如下：

#include int pipe(int pipefd[2]);
//pipefd[0] ： 讀端read
//pipefd[1] ： 寫端write

函式成功返回0，否則返回-1。

單個程序中匿名管道的使用：

單個程序中的管道幾乎沒有任何用處。所以，通常呼叫 pipe 的程序接著呼叫 fork，這樣就建立了父程序與子程序之間的 ipc 通道

fork程序之間的匿名管道通訊：

#include #include #include #include /* 父程序向管道寫入字串hello son                 ：關閉讀fd[0] : close
* 子程序讀取管道，並且列印出所讀取的字串：關閉寫fd[1] : close
* */
int main()
else
}

輸出：

命名管道也被成為fifo檔案。

特點：建立匿名管道

mkfifo()函式用來建立乙個命名管道，它的原型如下：

#include #incldue int mkfifo(char * pathname, mode_t mode);

刪除命名管道如果要刪除乙個使用完的fifo檔案，則需要unlink命令，示例如下：

linux也提供了乙個相應的unlink函式：linux常用c函式

共享記憶體就是兩個（或多個）程序共同占有一段記憶體空間，這些程序可以是有親緣關係的程序，也可以是完全不相關的程序。同一塊物理記憶體空間被對映到兩個程序，兩個程序都可以訪問這段共享空間從而實現了程序間通訊。但是值得注意的是：linux的共享記憶體通訊只提供了資料交換功能，並沒有提供同步機制，需要使用其它機制來同步不同程序對共享記憶體的讀寫操作（如訊號量）。

共享記憶體區設計四個主要步驟：

指定乙個名字引數呼叫shm_open，以建立乙個新的共享記憶體區物件（或開啟乙個已經存在的共享記憶體區物件）；

呼叫mmap()把這個共享記憶體區對映到呼叫程序的位址空間

呼叫munmap()取消共享記憶體對映

呼叫shm_unlink()函式函式共享記憶體段

函式原型：

#include #include #include int shm_open(const char* name, int oflag, mode_t mode);

函式成功返回建立或開啟的記憶體共享描述符，與檔案描述符作用相同，否則返回-1

引數name：指定建立的共享記憶體名稱，其他程序可以根據這個名稱來開啟共享記憶體

引數flag可以為以下值：

引數mode只有指定o_creat才有效，指出共享記憶體的許可權，與open()函式類似

注意：新建立或者開啟的共享記憶體大小預設為0，需要設定大小才能使用。

使用ftruncate()函式來調整檔案或者共享記憶體的大小，原型如下：

#include #include int ftruncate(int fd, off_t length);

函式成功返回0，失敗返回-1

引數fd：需要調整的共享記憶體或者檔案。

引數length：需要調整的大小（單位是位元組）。

#include void * mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flag, int fd, off_t offset);

函式成功返回對映後指向共享記憶體的虛擬位址，失敗則返回map_failed值。

引數如下：

len：對映的位元組數

port：對對映訪問區的保護要求，對對映儲存區的保護要求不能超過檔案open模式的訪問許可權。他可以使用一下標誌或值：

flag：對映標誌位，可以為以下標誌或值

map_shared：對程序對同乙個檔案的對映是共享的，乙個京城對對映的記憶體做了修改，另乙個程序也會看到這個變化；

map_pricate：多程序對同乙個對映區不是共享的，乙個程序對對映的記憶體進行了修改，另外乙個程序看不到這個變化；

fd：要被對映的檔案描述符或者共享記憶體的描述符

offset：要對映位元組在檔案中的起始偏移量。

在已經建立的共享記憶體對映，可以使用munmap()函式來取消。munmap()函式原型如下：

#include int munmap(coid *addr,size_t length);

函式成功返回0，否則返回-1.

length：對映的位元組數

取消對映後在對對映位址物件訪問會導致呼叫程序收到sigsegc訊號。

當使用完共享記憶體後，需要將其刪除以釋放系統資源，可以通過shm_unlink()函式完成，其原型如下：

#include #include #include int shm_unlink(const char * name);

函式成功返回0，否則返回-1.

引數name為共享記憶體的名字。

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