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任性君 发表于 2023-10-7 01:22:41

Linux进程间通信

匿名管道pipe

具有亲缘关系的两个进程间通信，半双工通信，要实现全双工通信需要创建两个pipe。
相关系统调用

函数名作用fork()复制一个子进程。pipe()创建一个管道。close()用于关闭管道读/写端。write()向管道写入。read()从管道读出。实例

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main() {
    int result = -1;
    char str[] = "hello,process!";//要写入的数据
    char buf;//读出缓冲区
    int fd;//读/写文件描述符
    int *pipe_read = &fd;//管道读写指针，便于区分读写文件描述符
    int *pipe_write = &fd;
    pid_t pid = -1;   //进程号，用于标识子进程与父进程

    result = pipe(fd);//创建管道
    if(result != 0) {
      printf("open pipe ERROR\n");
      exit(0);
    }
    pid = fork();//创建子进程
    if(pid == -1) {
      printf("create process ERROR\n");
      exit(0);
    }
    if(pid == 0) {//子进程
      close(*pipe_read);//关闭通道读功能
      write(*pipe_write, str, strlen(str));//管道写
      close(*pipe_write);//写完关闭文件描述符
    }else {
      close(*pipe_write);
      read(*pipe_read, buf, sizeof(buf));
      close(*pipe_read);
      printf("收到子进程数据：%s", buf);
    }
    return 0;
}运行结果：
cd "/home/tayoou/pipe/" && gcc pipe.c -o pipe && "/home/tayoou/pipe/"pipe
收到子进程数据：hello,process!命名管道fifo

无亲缘关系的进程间进行通信，是一种特殊的文件，在文件系统中以文件名的形式存在，数据存储在内存中，命名管道可以在终端创建或程序中创建。
相关函数

函数名功能mkfifo()创建一个命名管道。open()打开一个命名管道（文件）。read()读命名管道（文件）。write()写命名管道（文件）。实例

fifo_write.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int result = -1;
    int fifo_fd = -1;//命名管道文件描述符
    char str[] = "hello fifo!";

    result = mkfifo("myfifo", 0666);//创建命名管道，读写权限拉满，由于命名管道不可执行，因此不是0777

    if(result != 0) {
      printf("create mkfifo FAIL\n");
      exit(0);
    }

    fifo_fd = open("myfifo", O_WRONLY); //只写打开命名管道
    //fifo_fd = open("myfifo", O_WRONLY | O_NONBLOCK); //非阻塞方式写
   
    if(fifo_fd == -1) {
      printf("open fifo FAIL\n");
      exit(0);
    }
   
    result = write(fifo_fd, str, strlen(str));//向命名管道写

    if(result == -1) {
      printf("write fifo FAIL\n");
      exit(0);
    }
   
    printf("write %s to fifo\n", str);
    close(fifo_fd);
    return 0;
}fifo_read.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int read_fd = -1;
    int result = -1;
    char buf;
    read_fd = open("myfifo", O_RDONLY);//打开命名管道，只读

    if(read_fd == -1) {
      printf("open fifo FAIL\n");
      exit(0);
    }
   
    memset(buf, 0, sizeof(buf));//数组初始化
    result = read(read_fd, buf, sizeof(buf));//从命名管道读
    //fifo_fd = open("myfifo", O_WRONLY | O_NONBLOCK); //非阻塞方式读

    if(result == -1) {
      printf("read fifo FAIL\n");
      exit(0);
    }

    printf("recive %s from fifo\n", buf);
    close(read_fd);
    return 0;
}运行结果：
tayoou@:~/fifo$ ./fifo_write
write hello fifo! to fifo
tayoou@:~/fifo$ ./fifo_read
recive hello fifo! from fifo消息队列MQ

相关函数

函数名功能msgget()创建/获取消息队列msgsnd()发送消息到消息队列msgrcv()从消息队列获取消息msgctl()控制消息队列（包括删除）实例

mq_send.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

struct mq_send
{
    long type;//消息类型，用来表示某一类消息
    char data;   //消息内容
};

int main() {
    int qid = -1;//消息队列ID
    struct mq_send msg;
    int result = -1;
    qid = msgget((key_t)1234, IPC_CREAT | 0666);//创建消息队列，用key值来唯一标识一个消息队列，权限为0666

    if(qid == -1) {
      printf("creat msgget FAIL\n");
      exit(0);
    }
    while(1) {
      memset(msg.data, 0, sizeof(msg.data));//初始化数组
      if(fgets(msg.data, sizeof(msg.data), stdin) == NULL) {//获取键盘输入
            printf("stdin FAIL\n");
            exit(0);
      }

      msg.type = getpid();//获得进程号，此步并非必须，可以设置type为大于0的任意值
      result = msgsnd(qid, &msg, sizeof(msg.data), 0);//发送data到mq
      if(result == -1) {
            printf("send msg FAIL\n");
            exit(0);
      }

      printf("send msg to mq: %s", msg.data);

      if(strcmp(msg.data, "quit\n") == 0) {//退出判断逻辑
            printf("quit SUCCESS\n");
            exit(0);
      }
    }
}mq_rcv.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

struct mq_rcv
{
    long type;
    char data;
};

int main() {
    int qid = -1;
    struct mq_rcv msg;
    int result = -1;
    qid = msgget((key_t)1234, IPC_CREAT | 0666);//使用相同的消息队列key值获取消息队列ID
    if(qid == -1) {
      printf("creat mq FAIL\n");
      exit(0);
    }

    while(1) {
      result = msgrcv(qid, &msg, sizeof(msg.data), 0, 0);//从消息队列获取消息，第四个0(type)表示不按类型取，直接取mq的第一个消息。第五个0(msgflg)表示使用默认方式(阻塞)获取消息。
      if(result == -1) {
            printf("read mq FAIL\n");
            exit(0);
      }
      printf("recive data from mq: %s", msg.data);
      if(strcmp(msg.data, "quit\n") == 0) {
            msgctl(qid, IPC_RMID, NULL);//删除消息队列。
            printf("close mq SUCCESS\n");
            break;
      }
    }
    return 0;
}运行结果：
tayoou@:~/mq$ ./mq_send
test
send msg to mq: test
nihao
send msg to mq: nihao
:)
send msg to mq: :)
quit
send msg to mq: quit
quit SUCCESStayoou@:~/mq$ ./mq_rcv
recive data from mq: test
recive data from mq: nihao
recive data from mq: :)
recive data from mq: quit
close mq SUCCESS进程信号量 system-V

本质是计数器，用于保护临界资源。不同于全局变量，信号量的P/V是原子操作。区别于线程POSIX信号量。
相关函数

函数名功能semget()创建、获取信号量集semop()进行PV操作semctl()管理信号量示例


来源:https://www.cnblogs.com/Tayoou/p/17745144.html
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