Linux下进程间通信

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Linux进程间的通信

• 00.再说这个问题前，首先应该知道为什么要进程间通信呢？，它带给我们什么东西，致使我们去学习它呢？

1.数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程，比如我再自己的一个网站的项目中，子进程进行程序替换，去执行爬取数据，然后将数据给父进程，然父进程进行展示。
2.事件通知：如当一个进程执行写文件操作后，需要告诉另一个去读文件的进程写操作已经完成了，另一个进程现在可以开始读取文件了。其中异步就是再数据准备好了，也从内核中拷贝到了用户空间了，此时可以都去了。
3.进程控制：当一个进程希望去管理另一个进程，当这个进程出现异常情况时，尝试去重启进程。也能时刻直到了进程的状态。
4.数据共享：用来交换两个进程的数据，实现数据的共享。但是可能要引入一些别的机制来确保其正常的交换（同步互斥）。

• 01.进程间通信–匿名管道

1.什么是管道呢？请看下图

2.看下linux对匿名管道的定义

3.虾面通过一个实例代码，来看一下，我想就可以很好的了解匿名管道

int main()
{
    //1.创建管道
    int pipefd[2];
    int ret = pipe(pipefd);
    if(ret<0)
    {
        perror("pipe");
        return -1;
    }

    //2.从标准输入读取内容放入管道
    char buf[1024]= {0};
    read(0,buf,sizeof(buf)-1);
    //3.写入管道
    write(pipefd[1],buf,strlen(buf)); 
    //4.从管道读取内容
    memset(buf,0,sizeof(buf)-1);
    read(pipefd[0],buf,sizeof(buf)-1);
    //5.写到标准输出
    std::cout<

4.由上面的可知管道就是一个文件，一个进程写，一个进程读，从而是实现了"所谓的通信"。
5.上篇博客讲了进程的创建，那么结合上篇博客，利用fork来共享管道，从而实现父子进程的通信。

int main()
{

    //1.创建管道
    
    int pipefd[2];

    int ret = pipe(pipefd);
    if(ret<0)
    {
        perror("pipe");
        return -1;
    }

    //1.进行fork，创建子进程
    char buf[1024]={0};
    ret =fork();
    if(ret<0)
    {
        perror("fork");
        return -1;
    }
    else if(ret==0)
    {
        
        //2.子进程从标准输入读取内容，写入管道
        read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        write(pipefd[1],buf,strlen(buf));
        memset(buf,0,sizeof(buf));
        close(pipefd[0]);
        close(pipefd[1]);
    }
    else
    {
        wait(NULL);
        //3.父进程从管道读取内容，写到标准输出
        read(pipefd[0],buf,sizeof(buf)-1);
        std::cout<

6.上面是再fork之前创建的管道，fork后父子进程共享管道，子进程去写，父进程取读，从而是实现了进程间通信。
7.总结一下匿名管道
a.匿名管道其实就是一个文件，用来两个进程进行沟通的，但是只能用于有亲缘关系的进程一般就是调用fork，完成父子进程间的通信。
b.匿名管道是提供的流式服务，面向字节流的
c.内核对管道内置了同步互斥
d.管道是半双工的，只能一方进行读，一方进行写，不能同时进行读写操作，这样在实际中效率是很差的。要实现全双工需要两个管道来完成。如图

e.管道的生命周期随进程，即进程结束了，管道也被销毁了

• 02.进程间通信–命名管道

1.命名管道

a.命名管道也是一种文件，特殊的文件（FIFO文件）
b.可以用于任何两个进程间，不管是否有没有亲缘关系

2.命名管道的创建：

a.命令行创建：[skin@localhost ~]$ mkfifo filename
b.程序中创建：mkfifo("./filename",0644);

3.通过写一个简单的server/client来看一下，命名管道的用法

 //server.cc 
    int main()
 13 {
 14 
 15     //1.创建管道
 16     int ret =mkfifo("./filename",0644);
 17     if(ret<0)
 18     { 
 19         perror("mkfifo");
 20         return -1;
 21     } 
 22     //打开管道（默认时关闭的）
 23     int fd  =open("./filename",O_RDWR);
 24     if(fd<0)
 25     { 
 26         perror("open");
 27         return -1;
 28     } 
 29     char buf[1024]={0};
 30     while(1)
 31     { 
 32         ssize_t read_size= read(fd,buf,sizeof(buf)-1);
 33         if(read_size<0)
 34         { 
 35             std::cout<<"rend error\n";
 36             continue;
 37         } 
 38         else if(read_size>0)
 39         { 
 40             std::cout<<"client say : "<

    //client.cc 
    int main()
 13 {
 14 
 15     //1.打开命名管道
 16     int fd  =open("./filename",O_RDWR);
 17     if(fd<0)
 18     {
 19         perror("open");
 20         return -1;
 21     }
 22     char buf[1024]={0};
 23     while(1)
 24     {
 25 
 26         std::cout<<"please input : ";
 27         fflush(stdout);
 28         ssize_t read_size =read(0,buf,sizeof(buf)-1);
 29         if(read_size<0)
 30         {
 31             perror("read");
 32             continue;
 33         }
 34         else if(read_size>0)
 35         {
 36             write(fd,buf,strlen(buf));
 37         }
 38     }
 39 
 40     close(fd);
 41                                                                                                                                               
 42     return 0;
 43 }   

程序结果通过两个终端看一下

4.总结一下命名管道
a.管道通信可以不是亲缘关系，热议两个进程都可以的。
b.管道是面试字节流的
c.管道也是半双工的，内核默认提供同步互斥机制。
d.管道是以一个文件的全路径来命名的，默认时关闭的，使用应该手动打开
e.同样的，命名管道的生命周期随进程。

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简述一下管道的读写规则：
a.当管道读段关闭，尝试去写，那么OS会默认发送一个SIGPIPE信号杀死进程
b.当管道的写段关闭，尝试去读，那么会直接当作已经读完了，rea返回0

• 03进程间通信–共享内存

1.什么是共享内存？
a.共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。我个人理解就是直接在内存创建一个共享映射区，一旦映射到其他进程的地址空间，那么其也可以访问，省去了拷贝到内核，再通过内核的系统调用来进行访问获取。 b.共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的
2.共享内存示意图：

假设进程1在内存共享映射区放了val=10,那么一旦将这块区域映射到进程2的地址空间，那么进程2也是可以访问到的。
3.共享内存的函数




4.总结一下共享内存

• 04.进程间通信–消息队列

• 05.总结一下

1.所有进程间通信的本质，都是让不同的进程看到一块相同的内存，这样就达成了进程间通信。 2.进程间通信的目的主要是为了完成，数据传输，数据共享，进程控制等。 3.管道相对于IPC来讲，优点是所有的Linux实现都支持, 并且在最后一个访问管道的进程终止后,管道就被完全删除;缺陷是管道只允许单向传输或者用于父子进程之间. 4.IPC的优点是：功能强大，而且可以在任意进程间完成通信，缺陷就是如共享内存，消息队列都是随内核，占用内核资源

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