嵌入式Linux C进程间通信（一）——IPC概述和信号

一、进程间通信–IPC概述

1.1 让每个进程拥有独立进程空间的好处

安全

• 对于编程人员来说，系统更容易捕获随意的内存读取和写入操作
• 对于用户来说，操作系统将变得更加健壮，因为一个应用程序无法破坏另一个进程或操作系统的运行(防止被攻击)

1.2 独立进程空间的缺点

• 多任务实现开销较大
• 编写能够与其他进程进行通信，或者能够对其他进程进行操作的应用程序将要困难得多

1.3 广义上的进程间通信

A进程------------文件-------------------B进程
A进程------------数据库-------------------B进程

1.4 狭义上的真正的“进程间通信”

六种方式：管道、信号、消息队列、共享内存、信号量、套接字

1.5 进程间通信的原理了

尽管进程空间是各自独立的，相互之间没有任何可以共享的空间，但是至少还有一样东西是所有进程所共享的，那就是OS，因为甭管运行有多少个进程，但是它们共用OS只有一个。

既然大家共用的是同一个OS，那么显然，所有的进程可以通过大家都共享第三方OS来实现数据的转发。

因此进程间通信的原理就是，OS作为所有进程共享的第三方，会提供相关的机制，以实现进程间数据的转发，达到数据共享的目的。

二、信号

信号是一种向进程发送通知，告诉其某件事情发生了的一种简单通信机制

2.0 信号列表

Linux下边定义了很多的信号，所有的信号都是一 个整数编号，整数编号都定义了对应的宏名

• 常用信号
  
  

2.1 信号的产生

另一个进程发送信号
内核发送信号
底层硬件发送信号

2.2 信号发送

kill是可以给别的进程发信号的
int kill(pid_t pid, int sig);

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("5s reboot\n");
    sleep(5);
    kill(-1, SIGINT);
    return 0;
}
//这个进程会将linux下所有进程发送-1，导致进程都结束，linux必须重启

给自己的进程发一个信号
int raise(int sig);

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("2s reboot\n");
    sleep(2);
    // kill(-1, SIGINT);
    raise(SIGINT);
    return 0;
}

闹钟函数，时间已到会发送SIGALRM的信号
unsigned int alarm(unsigned int seconds);

#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("2s reboot\n");
    // sleep(2);
    // kill(-1, SIGINT);
    // raise(SIGINT);
    alarm(2);

    while(1);
    return 0;
}

pause()这个是让进程休眠挂起，不会像while(1)一样一直占用资源

如何唤醒进程->给信号登记一个空捕获

void abort();//异常终止

2.3 信号的处理方式（三种）

默认处理
忽略
执行用户需要执行的动作（捕获）
信号处理API：
signal有两个参数，第一个是传入的是信号、第二个是回调函数

第二个参数
void(*)(int)

#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("2s reboot\n");
    // sleep(2);
    // kill(-1, SIGINT);
    // raise(SIGINT);
    //signal(SIGALRM,SIG_IGN);//使信号忽略
    signal(SIGALRM,SIG_DFL);
    alarm(2);

    // while(1);
    pause();
    return 0;
}

	signal(SIGALRM,SIG_IGN);
    sleep(1);
    signal(SIGALRM,SIG_DFL);
    alarm(2);

这个相当于先关信号，再开信号

第三个，执行用户需要执行的动作（捕获）

#include 
#include 
#include 
#include 

void print(int sig)
{
    printf("hello\n");
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("2s reboot\n");
    // sleep(2);
    // kill(-1, SIGINT);
    // raise(SIGINT);
    //signal(SIGALRM,SIG_IGN);//使信号忽略
    // signal(SIGALRM,SIG_IGN);
    // sleep(1);
    // signal(SIGALRM,SIG_DFL);
    alarm(2);
    signal(SIGALRM, print);

    // while(1);
    pause();
    return 0;
}

2.3.1 唤醒pause()

用户处理一个信号

#include 
#include 
#include 
#include 

void print(int sig)
{
    printf("hello\n");
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("2s reboot\n");
    // sleep(2);
    // kill(-1, SIGINT);
    // raise(SIGINT);
    //signal(SIGALRM,SIG_IGN);//使信号忽略
    // signal(SIGALRM,SIG_IGN);
    // sleep(1);
    // signal(SIGALRM,SIG_DFL);
    alarm(2);
    signal(SIGALRM, print);
    signal(SIGINT, print);

    // while(1);
    pause();
    return 0;
}

2.4 异步IO的实现

阻塞：一直在等
非阻塞：一会儿过去看一次（占用CPU资源过多）
IO的多路复用：单独安排个东西在那阻塞等，有东西了，就发信号
异步IO：不用安排，来东西时，发信号就行（这一种最高校）
发送（SIGIO信号）

2.5 进程等待优化

在为了防止变成僵尸进程时，我们加入了waitpid()函数
可以不用阻塞的方式，可以用signal

2.6 屏蔽字和未决信号集

信号屏蔽字：屏蔽信号的

方法

设置变量的API

未决信号集