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linux--多进程开发（5）--进程

news 2025/2/26 22:33:18

进程间通讯概念

每两个进程之间都是独立的资源分配单元，不同进程之间不能直接访问另一个进程的资源。
但不同的进程需要进行信息的交互和状态的传递等，因此需要进程间通信（IPC,inter processes cimmunication)
进程通信的目的：

数据传输，一个进程将其数据传输给另一个进程
通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发消息，通知发生了某种事件（例如进程终止时要通知父进程）
资源共享：多个进程之间共享同样的资源。需要内核提供互斥和同步机制
进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行，例如GDB调试，此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时指导它的状态和改变

linux进程通信的方式（重点）

记住！！！最右侧的这些
在这里插入图片描述

管道

是一个在内核内存中维护的缓冲器（我个人理解就跟那个IO缓冲区类似），其存储能力有限，不同操作系统大小不一定相同。
管道拥有文件的特质：读操作，写操作

匿名管道没有文件实体
有名管道有文件实体，但不存储数据。可按照操作文件的方式对管道进行操作

一个管道是一个字节流，不存在消息边界的概念，从管道读取数据的进程可以读取任意大小的数据块，无论写入多少
管道传递的数据是顺序的，读取和写入的数据顺序是一致的；管道属于半双工，传递是单向的，一端写入一端读取。
从管道内读取了数据，就会从管道中被抛弃，释放空间以便写入更多数据，在管道中无法使用lseek()来随机的访问数据
匿名管道只能在具有公共祖先的进程（父进程与子进程，或者两个兄弟进程，具有亲缘关系之间使用），就像一个父fork了一个子，他们具有相同的文件描述符表，其中的两个文件描述符表指向管道的写入端和读端，因此只能在具有公共祖先的进程中。
在这里插入图片描述
管道是一个循环队列。

匿名管道

是unix系统IPC(进程间通信）的最古老形式，所有的UNIX系统都支持这种通信机制

创建匿名管道
一个传出数组，0代表读端，1代表写端

int pipe(int pipefd[2])* 功能：创建一个匿名管道，用来进程间通信。* 参数：`int pipefd[2]` 这个数组是一个传出参数。传出两个文件描述符到这个数组里* `pipefd[0]` 对应的是管道的读端* `pipefd[1]` 对应的是管道的写端* 返回值：成功 0，失败 -1

管道默认是阻塞的，如果管道中没有数据，read阻塞；如果管道满了，write阻塞。
并且管道一定要在子进程创建之前生成，这样父和子才有相同的文件描述符用于代表同一个管道两端。
eg：一个子父子进程管道示意图：
在这里插入图片描述

查看管道缓冲大小的命令：ulimit –a 在linux中有八个块，每个521bytes，即4k
查看管道缓冲大小的函数：long fpathconf(int fd, int name);
eg:双向发送，注意父子进程的读写顺序
父先读再写，子先写再读。sleep是为了防止读的太快或者写得太快，导致很多积压最后一齐迸发信息的情况。

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>int main() {// 在fork之前创建管道int pipefd[2];int ret = pipe(pipefd);if(ret == -1) {perror("pipe");exit(0);}// 创建子进程pid_t pid = fork();if(pid > 0) {// 父进程printf("i am parent process, pid : %d\n", getpid());// 关闭写端// close(pipefd[1]);// 从管道的读取端读取数据char buf[1024] = {0};while(1) {int len = read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));printf("parent recv : %s, pid : %d\n", buf, getpid());//向管道中写入数据char * str = "hello,i am parent";write(pipefd[1], str, strlen(str));sleep(1);}} else if(pid == 0){// 子进程printf("i am child process, pid : %d\n", getpid());// 关闭读端// close(pipefd[0]);char buf[1024] = {0};while(1) {// 向管道中写入数据char * str = "hello,i am child";write(pipefd[1], str, strlen(str));sleep(1);//从管道读数据int len = read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));printf("child recv : %s, pid : %d\n", buf, getpid());bzero(buf, 1024);}}return 0;
}