《Linux C从入门到精通》.明日科技.第08章.进程间通信.ppt

Logo Logo Logo Logo Logo Logo Logo Logo Logo Logo 进程间通信概述 本讲大纲： 进程间通信的工作原理 进程间通信的主要分类 进程间通信的工作原理 进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指在两个或者多个不同的进程间传递或者交换信息，通过信息的传递建立几个进程间的联系，协调一个系统中的多的进程之间的行为。 8.1.1 进程间通信的工作原理 进程与进程之间是相互独立的，各自运行在自己的虚拟内存中，要想在进程与进程之间建立联系，需要通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，两个进程的信息在缓冲区中进行交换或者传递。进程间通信原理如图8.1所示。 图8.1 进程间通信工作原理 进程间通信的工作原理是进程A中的数据写入到内核中，进程B中的数据也写入到内核中，两者在内核中进行交换，交换过后，进程A读取内核中的数据，进程B也读取内核中的数据，这样两个进程间交换数据的通信就完成了。两个进程通过内核建立了联系，那么交换数据、传递数据、发送事件等行为就都可以实现了。 进程间通信的主要分类 在Linux系统中，常见的进程间通信主要包括管道通信、共享内存通信、信号量通信、消息队列通信、套接口（SOCKET）通信和全双工管道通信。 Linux系统除了支持信号和管道外，还支持SYSV（System V）子系统中的进程间通信机制。在SYSV的IPC机制中，包括共享内存、信号量和消息队列通信。 标题 管道与命名管道 本讲大纲： 管道基本定义 管道创建和管道关闭 pipe函数实现管道通信 命名管道基本定义 在Shell中创建命名管道 mkfifo函数创建命名管道 管道基本定义 管道与命名管道是最基本的IPC机制之一，管道主要用于父子或者兄弟进程间的数据读写，命名管道则可以在无关联的进程间进行沟通传递数据。在这一节中，主要讲解管道通信和命名管道通信这两种通信方式的工作原理，以及两种通信方式的实际应用情况。 8.2.1 管道基本定义 所谓的管道，就像生活中的煤气管道、下水管道等传输气体和液体的工具，而在进程通信意义上的管道就是传输信息或数据的工具。以下水管道为例，当从管道一段输送水流到另一端时，只有一个传输方向，不可能同时出现两个传输方向。在Linux系统中的进程间通信中管道这个概念也是如此，某一时刻只能单一方向传递数据，不能双向传递数据，这种工作模式就叫做单双工模式。单双工工作模式的管道通信是只能从一段写数据，另一端读取数据。 ? 说明：全双工的工作模式是指管道一段发送数据的同时还可以接收数据，而接收数据的一端也可以读取数据。在某些版本的Unix系统中，管道是支持全双工工作模式的。但是在本书中介绍的Linux系统中，管道是只支持单双工工作模式的。 管道创建和管道关闭 管道由Linux系统提供的pipe 函数创建，该函数的原型为： #include int pipe int filedes[2] ; pipe 函数用于在内核中创建一个管道，该管道一端用于读取管道中的数据，另一端用于将数据写入到管道中。在创建一个管道之后，会获得一对文件描述符，用于读取和写入。然后将参数数组filedes中的两个值，传递给获取到的两个文件描述符，filedes[0]指向管道的读端，filedes[1]指向管道的写端。 pipe 函数调用成功，返回值为0；否则返回-1，并且设置了适当的错误返回信息，返回信息如下： EFAULT：参数filedes非法。 EMFILE：进程中使用了过多的文件描述。 ENFILE：打开的文件达到了系统允许的最大值。 pipe 函数只是创建了管道，要想从管道中读取数据或者向管道中写入数据，需要使用read 函数和write 函数从管道进行读写操作。当管道通信结束后，需要使用close 函数关闭管道的两端，即读端和写端。 ? 说明：read 函数和write 函数的相关讲解，请参照第9章 文件操作中关于这两个函数的介绍。 pipe函数实现管道通信 pipe函数实现管道通信 命名管道基本定义 在前面介绍的使用管道进行进程间通信的方法受到很多的限制，受限制之一就是两个进程进行通信，必须是两个相关联的进程，如父子进程或者兄弟进程等。那么没有关系的进程之间有时候也需要进行通信，该如何解决呢？ 命名管道解决了这个问题。命名管道，通常被称之为FIFO（first-in，first-out），由FIFO可以知道，命名管道遵循先进先出的原则。命名管道作为特殊的设备文件存在于文件系统中，因此，在进程中可以使用open 函数和close 函数打开和关闭命名管道。 命名管道与管道类似，两者的区别在于命名管道提供了一个路径名，该路径名以特殊的设备文件的形式存放在文件系统中。