进程间通信

进程间的通信方式有如下7种

1. 传统的通信方式
   1. 无名管道
   2. 有名管道
   3. 信号
2. system V IPC对象
   1. 共享内存
   2. 消息队列
   3. 信号灯集
3. BSD
   1. 套接字（socket）

无名管道

特点

a. 只能用于具有==亲缘关系==的进程之间的通信
b. 半双工的通信模式
c. 管道可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写可以使用文件IO如read、write函数.
d. 管道是基于文件描述符的通信方式。当一个管道建立时，它会创建两个文件描述fd[0]和fd[1]，其中fd[0]固定用于读管道，而fd[1]固定用于写管道。

函数模型

#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);
功能：创建无名管道
参数：pipefd：创建的文件描述符，下标为0和1的两个文件描述符
返回值：成功：0
        失败：-1

特性

1. 当管道中无数据时，读操作会阻塞；

2. 管道中装满（管道大小64K）数据时，写阻塞，一旦有4k空间，写继续

3. 只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，会导致管道破裂，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIGPIPE信号 (通常Broken pipe错误)。

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd[2] = {0};
    if(pipe(fd) < 0)
    {
        perror("pipe err");
        return -1;
    }
    printf("%d %d\n", fd[0], fd[1]); //3 4

    // char buf[32] = "";
    //1.当管道中没有数据时，读阻塞
    // read(fd[0], buf, 32);
    // printf("buf:%s\n", buf);

    //2.当管道写满(64k)时，写阻塞
    // char buf[65536] = "";
    // write(fd[1], buf, 65536);
    // 至少读出4k空间，才能继续写操作
    // read(fd[0], buf, 4096);

    // printf("write befor\n");
    // write(fd[1], "a", 1);
    // printf("write after\n");

    //3.关闭读端，写操作时会导致管道破裂（收到SIGPIPE信号进程结束）
    close(fd[0]);
    write(fd[1], "a", 1);
    //下面语句不会输出
    printf("aaa\n");
    return 0;
}

例子 : 创建子进程，父进程循环从终端输入字符串，子进程循环打印数据，当输入quit时程序结束。

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd[2] = {0};
    char buf[32] = "";
    if (pipe(fd) < 0)
    {
        perror("pipe err");
        return -1;
    }
    pid_t t = fork();
    if (t < 0)
    {
        perror("fork err");
        return -1;
    }
    else if (t == 0)
    {
        while (1)
        {
            read(fd[0], buf, 32);
            if (!strcmp(buf, "quit"))
                break;
            printf("buf:%s\n", buf);
        }
    }
    else
    {
        while (1)
        {
            scanf("%s", buf);
            write(fd[1], buf, strlen(buf) + 1);
            if (!strcmp(buf, "quit"))
                break;
        }
        wait(NULL);
    }
    return 0;
}

有名管道

特点

​ 1.有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信
​ 2.有名管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中可见，但内容存放在内存中
​ 3.通过文件IO来操作有名管道
​ 4.遵循先进先出规则
​ 5.不支持如lseek() 操作

函数

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能：创建有名管道
参数：pathname：管道文件名
      mode：权限  用八进制数表示0666  0777 
返回值：成功：0
       失败：-1，并设置errno号

补充：
1.当管道文件存在(报错提示file exists)时的处理方式：
判断errno的值为EEXIST时，只是打印提示语句，if(errno == EEXIST)
2.注意代码中出现errno，需要添加头文件#include
3.注意写入管道的数据并不是写入文件的，数据是在内核空间

#include <errno.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (mkfifo("./fifo", 0666) < 0)
    {
        //errno :错误码变量
        if (errno == EEXIST)
            printf("file exist\n");
        else
        {
            perror("mkfifo err");
            return -1;
        }
    }
    printf("mkfifo ok\n");
    int fd = open("./fifo", O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open err");
        return -1;
    }
    char buf[32] = "";
    write(fd, "hello", 5);
    read(fd, buf, 32);
    printf("buf:%s\n", buf);
    return 0;
}

读写特性

a. 只写方式，写阻塞(阻塞在打开文件的位置)，一直到另一个进程把读打开
b. 只读方式，读阻塞(阻塞在打开文件的位置)，一直到另一个进程把写打开
c. 可读可写，如果管道中没有数据，读阻塞，
d.当写端关闭，读操作，如果管道中没有数据，read立刻返回

共享内存

信号灯集

信号灯(semaphore)，也叫信号量。它是不同进程间或一个给定进程内部不同线程间同步的机制；

System V信号灯集是一个或者多个信号灯的一个集合。其中的每一个都是单独的计数信号灯。而Posix信号灯指的是单个计数信号灯。

步骤

1. 创建key值-ftok
2. 创建或打开信号灯集-semget
3. 初始化信号灯集-semctl
4. PV操作-semop
5. 删除信号灯集-semget

函数