IO进程线程、互斥锁、进程间通信：1、无名管道，2、有名管道

一、线程互斥

引入互斥(mutual exclusion)锁的目的是用来保证共享数据操作的完整性。

互斥锁主要用来保护临界资源

每个临界资源都由一个互斥锁来保护，任何时刻最多只能有一个线程能访问该资源

线程必须先获得互斥锁才能访问临界资源，访问完资源后释放该锁。如果无法获得锁，线程会阻塞直到获得锁为止

互斥锁初始化:

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t*mutex, pthread_mutexattr_t*attr);
pthread_mutex_t*mutex:要初始化的锁对象
pthread_mutexattr_t*attr：锁的属性 默认NULL
返回值：成功是0，失败错误码

上锁：

pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t*mutex);
pthread_mutex_t*mutex:要上锁的对象

开锁：

pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t*mutex);
pthread_mutex_t*mutex:要开锁的对象

二、进程间通信

1、进程间通信方式

1. 传统通信方式：

   1、无名管道  在内核开辟的一个缓冲区（默认64KB）
   2、有名管道  在内存中开辟一个缓冲区，且在文件系统中会生成一个管道文件
   3、信号     kill

2. IPC对象

   共享内存
   消息队列
   信号灯集

3. 套接字：

   socket

2、基本术语

1. 单工：

   单向通信

2. 半双工：

   可以相互通信，不能同时进行

3. 全双工：

   可以同时相互通信

4. 原子操作：

   不可被打断的操作

3、无名管道

单工通信，并且只适用具有亲缘关系的进程间通信；具有读端和写端。

流程：创建--->读/写----->关闭

pipe():创建无名管道

int pipe(int fd[2]);
返回值：0成功，-1失败
fd[0]:固定的读端
fd[1]:固定的写端

当读端存在时：

无名管道有空间：

1. 空间充足：直接写入数据，write函数返回写入数据的字节数

2. 空间不足：write会写入能够写入的数据，不保证原子操作，如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将会一直阻塞。

读端不存在：

wirte出现管道破裂。

写端存在：

有数据： read直接返回实际读取的字节数。

无数据： read阻塞等待数据写入。

写端不存在：

有数据： read直接返回实际读取的字节数。

无数据：read直接返回0。

4、有名管道

无名管道只能用于具有亲缘关系的进程之间，这就限制了无名管道的使用范围。

有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信。有名管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中可见。

进程通过文件IO来操作有名管道。

有名管道遵循先进先出规则。

不支持如lseek() 操作 。

mkfifo():创建有名管道

int mkfifo(const char *filename, mode_t mode);
返回值：成功0 失败-1
const char *filename：要创建有名管道的名字
mode_t mode：管道的权限 一般为0666

5、信号通信

信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，是一种异步通信方式

信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。

如果该进程当前并未处于执行态，则该信号就由内核保存起来，直到该进程恢复执行再传递给它；如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号的传递被延迟，直到其阻塞被取消时才被传递给进程

用户进程对信号的响应方式：

忽略信号：对信号不做任何处理，但是有两个信号不能忽略：即SIGKILL及SIGSTOP。

捕捉信号：定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的处理函数。

执行缺省操作：Linux对每种信号都规定了默认操作