1.程序是一種單執行流,每個程序都私有/獨佔乙份系統資源,**段共享但是資料段不共享,子程序寫資料時會觸發寫實拷貝,從而保證資源獨享。總的來說 每個程序各自有不同的使用者位址空間,任何乙個程序的全域性變數在另乙個程序中都看不到 。
所以程序之間要交換資料必須通過核心,在核心中開闢一塊緩衝區,程序1把資料從使用者空間 拷到核心緩衝區,程序2再從核心緩衝區把資料讀走,核心提供的這種機制稱為程序間通訊 如圖所示:
程序間通訊(ipc,interprocess communication)的方式:
1.管道:匿名管道、命名管道
2.xsi ipc:訊息佇列、訊號量、共享記憶體
xsi ipc,依託識別符號和鍵來實現的,如同管道靠檔案描述符來實現一樣。
xsi ipc使用一般步驟:
1)ipc物件程序內部用識別符號identifier,程序外部標識用key
2)首先用semget,shmget,msgget等函式根據key建立或獲取ipc物件的identifier
3)然後根據identifier用semctrl,shmctrl等控制函式做某些修改,這步可選
4)最後用各個ipc特有操作函式如semop,shmat等函式操作)
匿名管道(pipe)
調⽤用pipe函式時在核心中開闢一塊緩衝區(稱為管道)用於通訊,它有乙個讀端乙個寫端,然後 通過filedes引數傳出給使用者程式兩個檔案描述符,filedes[0]指向管道的讀端,filedes[1]指向 管道 的寫端(很好記,就像0是標準輸入1是標準輸出一樣)。所以管道在使用者程式看起來就像乙個開啟的檔案,通過read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向這個檔案讀寫資料其實是在讀寫核心緩衝區。pipe函式呼叫成功返回0,呼叫失敗返回-1。
1. 父程序呼叫pipe開闢管道,得到兩個檔案描述符指向管道的兩端。
2. 父程序呼叫fork建立子程序,那麼子程序也有兩個檔案描述符指向同一管道。
3. 父程序關閉管道讀端,子程序關閉管道寫端。父程序可以往管道裡寫,子程序可以從管道裡讀,管道是用環形佇列實現的,資料從寫端流入從讀端流出,這樣就實現了程序間通訊
int test1() //test creat ipc fun "pipe()"
pid_t id = fork();
if (id < 0)
else if (id == 0) //child only write,father only read
}else
}return 0;
}使用管道有一些限制:
兩個程序通過乙個管道只能實現單向通訊。比如上面的例子,父程序寫子程序讀,如果有時候也需要子程序寫父程序讀,就必須另開乙個管道。(原因:管道是一種半雙工方式,即對於程序來說,要麼只能讀管道,要麼只能寫管道。不允許對管道又讀又寫)《半雙工資料傳輸允許資料在兩個方向上傳輸,但是,在某一時刻,只允許資料在乙個方向上傳輸》
管道的讀寫端通過開啟的檔案描述符來傳遞,因此要通訊的兩個程序必須從它們的公共祖先 那⾥裡繼承管道檔案描述符。
父程序fork兩次,把檔案描述符傳給兩個子程序,然後兩個子程序之間通訊, 總之需要通過fork傳遞檔案描述符使兩個程序都能訪問同一管道,它們才能通訊。也就是說,管道通訊是需要程序之間有血緣關係。
⽤用管道需要注意以下4種特殊情況(假設都是阻塞i/o操作,沒有設定o_nonblock標誌):
1. 如果所有指向管道寫端的檔案描述符都關閉了(管道寫端的引⽤用計數等於0),而仍然有程序 從管道的讀端讀資料,那麼管道中剩餘的資料都被讀取後,再次read會返回0,就像 讀到檔案 末尾一樣。
2. 如果有指向管道寫端的檔案描述符沒關閉(管道寫端的引用計數⼤大於0),而持有管道寫端的程序也沒有向管道中寫資料,這時有程序從管道讀端讀資料,那麼管道中剩餘的資料都被讀取後,再次read會阻塞,直到管道中有資料可讀了才讀取資料並返回
3. 如果所有指向管道讀端的檔案描述符都關閉了(管道讀端的引用計數等於0),這時有程序向管道的寫端write,那麼該程序會收到訊號sigpipe,通常會導致程序異常終止。
4. 如果有指向管道讀端的檔案描述符沒關閉(管道讀端的引⽤用計數⼤大於0),而持有管道讀端的程序也沒有從管道中讀資料,這時有程序向管道寫端寫資料,那麼在管道被寫滿時再次write會阻塞,直到管道中有空位置了才寫入資料並返回。
命名管道(fifo) 檔案系統中的路徑名是全域性的,各程序都可以訪問,因此可以⽤用檔案系統中的路徑名來標識一 個ipc通道。 命名管道也被稱為fifo檔案,它是一種特殊型別的檔案,它在檔案系統中以檔名的形式存在,但是它的行為卻和之前所講的沒有名字的管道(匿名管道)類似。
由於linux中所有的事物都可被視為檔案,所以對命名管道的使用也就變得與檔案操作非常的統一,也使它的使用非常方便,同時我們也可以像平常的檔名一樣在命令中使用。 建立命名管道 我們可以使用兩下函式之一來建立乙個命名管道,他們的原型如下:
#include
#include
int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);
int mknod(const char *filename, mode_t mode | s_ififo, (dev_t)0);
這兩個函式都能建立乙個fifo檔案,注意是建立乙個真實存在於檔案系統中的檔案, filename指定了檔名,而mode則指定了檔案的讀寫許可權。
mknod是比較老的函式,而使 用mkfifo函式更加簡單和規範,所以建議在可能的情況下,盡量使⽤用mkfifo而不是mknod。
int main()
char buf[_size_];
memset(buf, '\0' ,sizeof (buf));
while (1)
printf( "%s\n" ,buf);
if (strncmp(buf,"quit" ,4) == 0)
break ;
}close(fp);
return 0;
}int main()
int fp = open(_path_,o_wronly);
if (fp == -1)
char buf[_size_];
memset(buf, '\0' ,sizeof (buf));
while (1)
if (strncmp(buf,"quit" ,4) == 0)
break ;
}close(fp);
return 0;
}
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...
程序間通訊(一)
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程序間通訊 一)
測試 例子 從鍵盤讀取資料,寫入管道,讀取管道,寫到螢幕 include include include include intmain void memset buf,0x00 sizeof buf read from pipeif len read fds 0 buf,100 1 write t...