关于C语言中进程通信的5种方式

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关于C语言中进程通信的5种方式

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Unix/Linux系统中C语言进程通信的5种方式进程通信广义进程通信方式单机环境中常见的进程通信方式管道通信命名管道内存映射信号共享内存

进程通信

操作系统中每个进程地址空间相互独立，进程间通信必须经过内核。

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管道通信也成为匿名管道。管道通信使用方式最简单，用于有血缘关系的进程间通信。

主要特点：

使用两个文件描述符，一端表示读，一端表示写两个进程都终结管道才终结读端以及写端默认是阻塞的本质是一个内核缓冲区，使用循环队列实现，不可反复读取

函数原型：

/** * 参数： * 数组中[0]、[1]分别代表读端和写端 * 返回值： * 成功返回0 * 失败返回-1，并设置errno值 */ int pipe(int [2])；命名管道

区别于管道通信，命名管道（FIFO）可以进行没有关联的进程间通信。

主要特点：

FIFO是Unix/Linux基础文件类型的一种，文件类型用p标识FIFO在文件磁盘上数据快大小为0，仅用来标识内核中的通道

使用方式：

创建管道文件

管道文件严格遵循先进先出的方式，读取从开始处返回数据，写入将数据添加到末尾。

使用命令创建管道文件mkfifo 管道名函数创建/** *参数： * 1：文件名 * 2：权限 * 返回值： * 文件描述符 */ int mkfifo(const char *, mode_t); 操作文件管道文件与普通文件使用方式相同，系统的文件操作函数都可用于管道文件。内存映射

存储映射是使磁盘中的文件与内存中的缓冲区相映射。在缓冲区中读取数据，相当于读取文件中的数据；将数据写入缓冲区，相当于写入文件。这样就可以只使用指针来完成I/O操作，可以用于无关联的进程之间的通信。

使用方式：

打开文件

函数调用

/** * 参数： * 1：映射起始地址，一般设置NULL，由操作系统指定 * 2：映射长度 * 3：读写模式 * 4：写入映射区是否写入到文件中(MAP_ANONYMOUS匿名映射） * 5：步骤1中打开的文件描述符（当文件描述符为-1使用匿名映射） * 6：文件偏移长度 * 返回： * 映射区首地址（内存块，与数组相似） */ void * mmap(void *, size_t, int, int, int, off_t)

释放资源

/** * 参数： * 1：地址 * 2：映射长度 * 返回值： * 成功返回0 * 失败返回-1 */ int munmap(void *, size_t) 信号

信号是信息的载体。当一个进程收到信号后，暂停运行，去执行信号处理函数，类似于中断。

信号的三种状态：

产生信号的产生包含按键、系统调用、软件条件、异常以及命令等方式。

未决产生和递达之间的状态，主要由于阻塞或者屏蔽产生。

递达送达到进程中。

使用方式：

信号处理函数/** * 信号处理函数 * 函数名自定义 */ void handle(int) 注册信号处理函数方式一/** * signal函数参数： * 1：信号编号 * 2：信号处理函数 */ void(*signal(int, void (*)(int)))(int); 方式二/** * sigaction函数参数： * 1：信号编号 * 2：传入参数：新的信号处理方式 * 3：传出参数：旧的信号处理方式 * 返回值： * 是否成功 */ int sigaction(int, const struct sigaction * __restrict, struct sigaction * __restrict);

❗❗合理使用信号阻塞能够解决进程间的同步问题。

共享内存

共享内存的实质是将内核的一块内存映射到进程中，操作本地的内存相当与操作共享内存，用于无关联的进程之间。

使用方式：

创建共享内存

/** * 函数参数： * 1：共享内存唯一key * 2：共享内存大小 * 3：创建模式以及权限 * 返回值： * 成功：返回共享内存ID（与key不一定相同） * 失败：返回-1 */ int shmget(key_t, size_t, int);

关联共享内存

/** * 函数参数： * 1：共享内存ID * 2：设置当前进程中的内存地址（与共享内存地址不一定相同），一般为NULL * 3：读写模式 * 返回值： * 成功：当前内存地址 * 失败：返回-1（void *） */ void *shmat(int, const void *, int);

读写内存

与数组操作基本一致，操作共享内存地址。

断开共享内存

/** * 函数参数： * 当前进程相关联的内存地址 * 返回值： * 成功与否 */ int shmdt(const void *);

删除共享内存

/** * 函数参数： * 1：共享内存ID * 2：操作（获取状态信息、设置信息、删除） * 3：内容 * 返回值： * 成功与否 */ int shmctl(int, int, struct shmid_ds *)

😄 此文档只作抛砖引玉，详细原理仍需要深入研究。

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