關于進程間(jian)通(tong)信
時(shi)間：2018-09-21 來源：未知
在(zai)之(zhi)前的總(zong)結中我(wo)們已經(jing)總(zong)結了線程(cheng)間(jian)通信的方式和提(ti)點，下面這篇(pian)博(bo)文(wen)我(wo)們來總(zong)結下進程(cheng)間(jian)通信的方式方法和特點。同樣我(wo)們不把函數作為重點，重點在(zai)于對特征(zheng)的中介。
進(jin)程(cheng)間通(tong)信(IPC)的方式(shi)很多。下(xia)面進(jin)行歸類(lei)總結。
在傳統的(de)(de)(de)進(jin)程(cheng)間(jian)(jian)(jian)通(tong)信(xin)(xin)中有 無名(ming)管道(dao)，有名(ming)管道(dao)，信(xin)(xin)號通(tong)信(xin)(xin)。后來system v 退(tui)出(chu)了自己(ji)(ji)的(de)(de)(de)IPC 方(fang)(fang)式 消(xiao)(xiao)息(xi)隊列(lie)，共(gong)享內存和信(xin)(xin)號燈(deng)集合(he)但(dan)是system v的(de)(de)(de)通(tong)信(xin)(xin)方(fang)(fang)式也(ye)存在自己(ji)(ji)的(de)(de)(de)缺(que)點。POSIX 在此基礎上退(tui)出(chu)了自己(ji)(ji)的(de)(de)(de)posix的(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)息(xi)隊列(lie)，共(gong)享內存和信(xin)(xin)號燈(deng)集。另外，進(jin)程(cheng)間(jian)(jian)(jian)還(huan)(huan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)對文件的(de)(de)(de)操作(zuo)實現溝(gou)通(tong)，這里用到了文件鎖。還(huan)(huan)有后期的(de)(de)(de)內存映射方(fang)(fang)式。在網絡上BSD率先提出(chu)了socket的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法，成為(wei)后來為(wei)流(liu)行的(de)(de)(de)套接字通(tong)信(xin)(xin)方(fang)(fang)式，這種方(fang)(fang)式既可(ke)以(yi)在本機(ji)上的(de)(de)(de)進(jin)程(cheng)間(jian)(jian)(jian)，也(ye)可(ke)以(yi)在網絡上。
IPC 通信工具(ju)分類
下(xia)面對(dui)我們(men)常用的集中進(jin)程(cheng)間(jian)通(tong)信(xin)方式(shi)的特征進(jin)行總結(jie)
pipe
1.32位linux系(xi)統(tong)下(xia)默認大小為64M
2.如果寫滿會阻塞知道有人讀走(zou)再寫
3.如果讀寫(xie)都有那么寫(xie)不(bu)會影響，讀的話會阻塞
4.如果沒有(you)讀端(duan)那么(me)管道(dao)寫入后會管道(dao)破裂發送(song)一個信(xin)號SIGPIPE導致(zhi)進(jin)程結束
5.如果(guo)沒有寫(xie)端那么管道讀取(qu)會退(tui)出(chu)，如果(guo)管道里有東西那么會先讀出(chu)來然后退(tui)出(chu)
6.fd[0]為讀端 fd[1]為寫端是固定(ding)的
7.Pipe創建之后(hou)，在內核中。當(dang)所有的(de)讀端和寫端都關閉的(de)時候，pipe將(jiang)被釋(shi)放掉(diao)
fifo
mkfifo既是(shi)函數又是(shi)命令
1.fifo不能用標準IO操(cao)作。適用于非親(qin)緣關系的進程間(jian)，大為64M
2.fifo的打開有只讀只寫方式(shi)
如果只讀(du)方(fang)(fang)式打開沒有寫(xie)端(duan)會阻塞(sai)(sai)，如果只寫(xie)方(fang)(fang)式沒有讀(du)端(duan)會阻塞(sai)(sai)這種阻塞(sai)(sai)是以open處阻塞(sai)(sai)。
如果以讀(du)寫(xie)方(fang)式打(da)開則不會(hui)阻塞，但是我們一(yi)般不會(hui)這樣做，用(yong)fifo更(geng)多用(yong)來(lai)多個進程間進行單向的通(tong)信
3.fifo 文(wen)件(jian)不能通過lseek函(han)數進行(xing)操作，管道屬(shu)于 內(nei)核(he)空間(jian)開(kai)辟(pi)，如果讀寫端都關閉那么(me)內(nei)容會被清除
4.可以(yi)通過打(da)(da)開(kai)時候設置全新啊(a)O_NONBLOCK 將打(da)(da)開(kai)方(fang)式(shi)設置為非阻塞模式(shi)，這(zhe)種模式(shi)打(da)(da)開(kai)的時候如果另一端已經打(da)(da)開(kai)那么沒有(you)影響
如果非阻塞(sai)為讀(du)，而寫段沒打開，那(nei)么讀(du)同樣(yang)會成功(gong)(就是不會open處阻塞(sai))
如果非阻塞為寫(xie)，而讀端沒有打開，那么(me)會返(fan)回一個錯(cuo)誤信號管道(dao)破(po)裂ENXIO open調用失敗
信號
1.引(yin)起內核產(chan)生信(xin)號的(de)事(shi)(shi)件 硬件異常 終端輸入特殊字符(fu) 軟件事(shi)(shi)件如定時器到期，窗口(kou)改變
2.信(xin)號的(de)(de)默認操作(zuo) ：忽略信(xin)號 終止進程(cheng) 暫(zan)停進程(cheng) 對之(zhi)前暫(zan)停的(de)(de)進程(cheng)重新啟動
3.信號是一種(zhong)異步(bu)行為
共享內存
1.共享內(nei)(nei)(nei)存(cun)是(shi)一(yi)種(zhong)為高(gao)效的(de)進(jin)程間通信方式，內(nei)(nei)(nei)核專門留出(chu)的(de)一(yi)塊內(nei)(nei)(nei)存(cun)區(qu)域，這塊內(nei)(nei)(nei)存(cun)可(ke)以由需(xu)要(yao)(yao)的(de)訪問(wen)的(de)進(jin)程將其(qi)映射到自己的(de)私有空間，因(yin)此進(jin)程可(ke)以直接讀取數據不需(xu)要(yao)(yao)復制，所以提高(gao)了效率
2.key值(zhi)是一(yi)(yi)個非負整數，通(tong)常(chang)生(sheng)成(cheng)的(de)方法是有ftok生(sheng)成(cheng)(傳(chuan)入一(yi)(yi)個文(wen)件，和一(yi)(yi)個整數，通(tong)過(guo)inod節點(dian)結合(he)算法)。這樣(yang)同(tong)樣(yang)的(de)參數確保生(sheng)成(cheng)的(de)key一(yi)(yi)樣(yang)，而不同(tong)的(de)傳(chuan)入產生(sheng)不同(tong)的(de)key。這樣(yang)可以確保打(da)開(kai)相同(tong)的(de)key即(ji)指向相同(tong)的(de)共享內存(或(huo)者(zhe)消息(xi)隊列或(huo)者(zhe)信(xin)號量(liang))。這是一(yi)(yi)種成(cheng)熟(shu)的(de)技術(shu)
3.共享內存多個進程可以對其(qi)操作，因此需要(yao)同步互斥(chi)機制
4.生成key---創建或打開---映(ying)射---解除(chu)映(ying)射----刪除(chu) 這是(shi)共(gong)享(xiang)內存使用的一(yi)般步驟(zou)
5.映(ying)射后一個參(can)數可(ke)設置(zhi)只讀，0表示可(ke)讀可(ke)寫
6.創(chuang)建時(shi)候key如果設置(zhi)成私有(you)的(de)，那(nei)么只(zhi)有(you)在這個進程中可用，對進程間通(tong)信沒有(you)多大(da)意義
7.共享內存的大小(xiao)限制： usr/include/linux/shm.h中
#define SHMMAX 0x2000000 大32MB
#define SHMMIN 1 小1個字節
消息隊列
1.消息隊列中一次只(zhi)能讀(du)取一條(tiao)消息，不能一次讀(du)取多條(tiao)或者不到一條(tiao)
2.消息隊列中的消息既可(ke)以(yi)按照先(xian)進先(xian)出讀取也可(ke)以(yi)按照類型
3.msgsnd 發(fa)送(song)(song)消(xiao)息事(shi)后，第三個參(can)數(shu)為(wei)消(xiao)息的字節(jie)數(shu)，一次發(fa)送(song)(song)一個消(xiao)息所以返(fan)回為(wei)0，而不需要為(wei)發(fa)送(song)(song)的字節(jie)數(shu)，
第四(si)個參數(shu)可(ke)以設置為非阻塞模(mo)式IPC_NOWAIT,這(zhe)樣當消息隊列滿的時候(hou)會立即(ji)返回EAGAIN錯誤
4 msgrcv 也可以(yi)設(she)置(zhi)非阻塞模式(shi)，，如果阻塞那么消息隊列(lie)中沒(mei)有消息會(hui)阻塞，如果設(she)置(zhi)為(wei)非阻塞則(ze)立即返回ENOMSG錯(cuo)誤
5.消息隊列和共(gong)享內(nei)存(cun)如果不手動(dong)釋放(fang)不會(hui)隨進程結束，除非系(xi)統重啟
6.消息隊列結構體重的消息類型項(xiang)必須為第一(yi)項(xiang)
信號
1.信號量更多是用來同(tong)步進(jin)程間資源的，如共(gong)享內存。也可以同(tong)步父子進(jin)程的執行
2信號燈限制(zhi)： usr/include/linux/sem.h中(zhong)
semget申請的(de)信號燈的(de)編號從0開始
semctl中的(de)cmd 命令的(de)常用(yong)用(yong)法(fa)
另外(wai)在poxis中也有消息(xi)隊列，共享內存和信號量的機制
消(xiao)(xiao)(xiao)息隊列中system v 的(de)移植性比較好，可(ke)以選擇(ze)消(xiao)(xiao)(xiao)息類型，但是poxis 的(de)消(xiao)(xiao)(xiao)息隊列可(ke)以被poll select 等(deng)進行監(jian)聽
共(gong)(gong)享內(nei)存(cun)中system v 的(de)支持范圍比較(jiao)廣泛，但(dan)是poxis 不必再創建時(shi)候就(jiu)定(ding)下共(gong)(gong)享內(nei)存(cun)的(de)大小
信(xin)號量(liang)中 poxis 有些像線(xian)程的(de)信(xin)號量(liang)，通過相互通知的(de)機制進行pv操(cao)作，相對而言不那么復雜。system v中是定義一個信(xin)號量(liang)的(de)集合
