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Linux进程间通信

任性君

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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
  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <unistd.h>
  4. #include <stdlib.h>
  5. #include <string.h>
  7. int main() {
  8.     int result = -1;
  9.     char str[] = "hello,process!";  //要写入的数据
  10.     char buf[256];  //读出缓冲区
  11.     int fd[2];  //读/写文件描述符
  12.     int *pipe_read = &fd[0];  //管道读写指针，便于区分读写文件描述符
  13.     int *pipe_write = &fd[1];
  14.     pid_t pid = -1;   //进程号，用于标识子进程与父进程
  16.     result = pipe(fd);  //创建管道
  17.     if(result != 0) {
  18.         printf("open pipe ERROR\n");
  19.         exit(0);
  20.     }
  21.     pid = fork();  //创建子进程
  22.     if(pid == -1) {
  23.         printf("create process ERROR\n");
  24.         exit(0);
  25.     }
  26.     if(pid == 0) {  //子进程
  27.         close(*pipe_read);  //关闭通道读功能
  28.         write(*pipe_write, str, strlen(str));  //管道写
  29.         close(*pipe_write);  //写完关闭文件描述符
  30.     }else {
  31.         close(*pipe_write);
  32.         read(*pipe_read, buf, sizeof(buf));
  33.         close(*pipe_read);
  34.         printf("收到子进程数据：%s", buf);
  35.     }
  36.     return 0;
  37. }
复制代码
运行结果：
  1. [Running] cd "/home/tayoou/pipe/" && gcc pipe.c -o pipe && "/home/tayoou/pipe/"pipe
  2. 收到子进程数据：hello,process!
复制代码
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
  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <sys/stat.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <fcntl.h>
  5. #include <unistd.h>
  6. #include <string.h>
  7. #include <stdio.h>
  9. int main() {
  10.     int result = -1;
  11.     int fifo_fd = -1;  //命名管道文件描述符
  12.     char str[] = "hello fifo!";
  14.     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
  16.     if(result != 0) {
  17.         printf("create mkfifo FAIL\n");
  18.         exit(0);
  19.     }
  21.     fifo_fd = open("myfifo", O_WRONLY); //只写打开命名管道
  22.     //fifo_fd = open("myfifo", O_WRONLY | O_NONBLOCK); //非阻塞方式写
  23.    
  24.     if(fifo_fd == -1) {
  25.         printf("open fifo FAIL\n");
  26.         exit(0);
  27.     }
  28.    
  29.     result = write(fifo_fd, str, strlen(str));  //向命名管道写
  31.     if(result == -1) {
  32.         printf("write fifo FAIL\n");
  33.         exit(0);
  34.     }
  35.    
  36.     printf("write %s to fifo\n", str);
  37.     close(fifo_fd);
  38.     return 0;
  39. }
复制代码
fifo_read.c
  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <sys/stat.h>
  3. #include <fcntl.h>
  4. #include <stdio.h>
  5. #include <unistd.h>
  6. #include <string.h>
  7. #include <stdlib.h>
  9. int main() {
  10.     int read_fd = -1;
  11.     int result = -1;
  12.     char buf[256];
  13.     read_fd = open("myfifo", O_RDONLY);  //打开命名管道，只读
  15.     if(read_fd == -1) {
  16.         printf("open fifo FAIL\n");
  17.         exit(0);
  18.     }
  19.    
  20.     memset(buf, 0, sizeof(buf));  //数组初始化
  21.     result = read(read_fd, buf, sizeof(buf));  //从命名管道读
  22.     //fifo_fd = open("myfifo", O_WRONLY | O_NONBLOCK); //非阻塞方式读
  24.     if(result == -1) {
  25.         printf("read fifo FAIL\n");
  26.         exit(0);
  27.     }
  29.     printf("recive %s from fifo\n", buf);
  30.     close(read_fd);
  31.     return 0;
  32. }
复制代码
运行结果：
  1. tayoou@:~/fifo$ ./fifo_write
  2. write hello fifo! to fifo
  3. tayoou@:~/fifo$ ./fifo_read
  4. recive hello fifo! from fifo
复制代码
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
  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <sys/ipc.h>
  3. #include <sys/msg.h>
  4. #include <stdio.h>
  5. #include <stdlib.h>
  6. #include <unistd.h>
  7. #include <string.h>
  9. struct mq_send
  10. {
  11.     long type;  //消息类型，用来表示某一类消息
  12.     char data[256];     //消息内容
  13. };
  15. int main() {
  16.     int qid = -1;  //消息队列ID
  17.     struct mq_send msg;
  18.     int result = -1;
  19.     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
  21.     if(qid == -1) {
  22.         printf("creat msgget FAIL\n");
  23.         exit(0);
  24.     }
  25.     while(1) {
  26.         memset(msg.data, 0, sizeof(msg.data));  //初始化数组
  27.         if(fgets(msg.data, sizeof(msg.data), stdin) == NULL) {  //获取键盘输入
  28.             printf("stdin FAIL\n");
  29.             exit(0);
  30.         }
  32.         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
  33.         result = msgsnd(qid, &msg, sizeof(msg.data), 0);  //发送data到mq
  34.         if(result == -1) {
  35.             printf("send msg FAIL\n");
  36.             exit(0);
  37.         }
  39.         printf("send msg to mq: %s", msg.data);
  41.         if(strcmp(msg.data, "quit\n") == 0) {  //退出判断逻辑
  42.             printf("quit SUCCESS\n");
  43.             exit(0);
  44.         }
  45.     }
  46. }
复制代码
mq_rcv.c
  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <sys/ipc.h>
  3. #include <sys/msg.h>
  4. #include <stdio.h>
  5. #include <unistd.h>
  6. #include <string.h>
  7. #include <stdlib.h>
  9. struct mq_rcv
  10. {
  11.     long type;
  12.     char data[256];
  13. };
  15. int main() {
  16.     int qid = -1;
  17.     struct mq_rcv msg;
  18.     int result = -1;
  19.     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
  20.     if(qid == -1) {
  21.         printf("creat mq FAIL\n");
  22.         exit(0);
  23.     }
  25.     while(1) {
  26.         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。
  27.         if(result == -1) {
  28.             printf("read mq FAIL\n");
  29.             exit(0);
  30.         }
  31.         printf("recive data from mq: %s", msg.data);
  32.         if(strcmp(msg.data, "quit\n") == 0) {
  33.             msgctl(qid, IPC_RMID, NULL);  //删除消息队列。
  34.             printf("close mq SUCCESS\n");
  35.             break;
  36.         }
  37.     }
  38.     return 0;
  39. }
复制代码
运行结果：
  1. tayoou@:~/mq$ ./mq_send
  2. test
  3. send msg to mq: test
  4. nihao
  5. send msg to mq: nihao
  6. :)
  7. send msg to mq: :)
  8. quit
  9. send msg to mq: quit
  10. quit SUCCESS
复制代码
  1. tayoou@:~/mq$ ./mq_rcv
  2. recive data from mq: test
  3. recive data from mq: nihao
  4. recive data from mq: :)
  5. recive data from mq: quit
  6. close mq SUCCESS
复制代码
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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发表于 2023-10-7 01:22:41

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