IO进程基本操作
IO进程学习概述
- 概述
- 缓存机制
- 标准IO
-
- 打开文件
- 读写文件
-
- cat
- 每次一行地读写文件
-
- wc -l
- 文件定位操作
- 文件IO
-
- 打开文件
- 读写文件
-
- cp命令的实现
- 文件定位操作
- 文件属性的获取
- 目录操作
- 库
-
- 分类
- 进程
-
- 进程状态切换图
- 创建进程
- 获取进程号
- 结束进程
- 回收进程资源
- 创建守护进程
- 线程
-
- 创建线程
- 线程退出
- 线程回收&线程取消
- 获取线程tid号
- 线程同步
-
- 信号量初始化&pv操作
- 线程互斥
- 死锁
-
- 线程条件变量的控制
- 进程间通信
-
- 无名管道
-
- 创建无名管道
- 有名管道
-
- 创建有名管道
- 信号
-
- 信号的响应方式
- 信号处理接口
-
- 司机与售票员信号处理
- 共享内存
概述
IO进程主打的就是文件之间的通信，希望本文有你需要的内容。
缓存机制
- 全缓存：与文件相关
刷新缓存的条件:程序正常退出时刷新,缓存区满刷新,强制刷新 - 行缓存：与终端相关
刷新缓存的条件：\n刷新,程序正常退出时刷新,缓存区满刷新,强制刷新:fflush() - 不缓存：没有缓存区（stderr）
标准IO
IO：input/output,针对于文件输入输出。
linux下文件类型：
b(块设备) c(字符设备) d(目录) -(普通文件) l(链接文件) s(套接字) p(管道)
- 概念：在C库中定义的一组专门用于输入输出的函数
- 特点：
a. 标准IO通过缓冲机制减少系统调用的次数，提高效率
b. 标准IO围绕流进行操作，流用FILE *描述；（FILE 就是一个结构体，用于存放操作文件的相关信息，它在stdio.h文件中定义；vi -t FILE，ctags，ctrl+]:代码追踪，ctrl+t：回退）
c. 标准IO默认打开了三个流，stdin(标准输入)、stdout(标准输出)、stderr(标准出错)(FILE *stdin)
打开文件
FILE *fopen(const char *path, const char *mode)
功能：打开文件
参数：
path：打开的文件
mode：打开的方式
r：只读，当文件不存在时报错，文件流定位到文件开头
r+：可读可写，当文件不存在时报错，文件流定位到文件开头
w：只写，文件不存在创建，存在清空
w+：可读可写，文件不存在创建，存在清空
a：追加(在末尾写),文件不存在创建，存在追加，文件流定位到文件末尾
a+：读和追加，文件不存在创建，存在追加，文件流定位到文件末尾
注：当a的方式打开文件时，写只能在末尾进行追加，定位操作
是无法改变写的位置，但是可以改变读的位置
返回值： 成功：文件流
失败：NULL，并且会设置错误码
FILE * freopen(const char *pathname, const char *mode, FILE* fp)
功能：将指定的文件流重定向到打开的文件中
参数：path：文件路径
mode：打开文件的方式（同fopen）
fp：文件流指针
返回值：成功：返回文件流指针
失败：NULL
读写文件
int fgetc(FILE * stream)
功能：从文件中读取一个字符
参数：stream：文件流
返回值：成功：读到的字符
失败或读到文件末尾：EOF(-1)
int fputc(int c, FILE * stream)
功能：向文件中写入一个字符
参数：c：要写的字符
stream：文件流
返回值：成功：写的字符的ASCII
失败：EOF
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：从文件流读取多个元素
参数： ptr ：用来存放读取元素
size ：元素大小 sizeof(数据类型)
nmemb ：读取元素的个数
stream ：要读取的文件
返回值：成功：读取的元素的个数；
读到文件尾： 0
失败： -1
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：按对象写
参数：同上
返回值：成功：写的元素个数
失败 ：-1
由这两个函数，可以实现cat命令
cat
#include 每次一行地读写文件
char * fgets(char *s, int size, FILE * stream);
功能：从文件中每次读取一行字符串
参数：s：存放字符串的地址
size：一次读取的字符个数
stream：文件流
返回值：成功：s的地址
失败或读到文件末尾：NULL
特性：每次实际读取的字符个数为size-1个，会在末尾自动添加\0
int fputs(const char *s, FILE * stream);
功能：向文件中写字符串
参数：s：要写的内容
stream：文件流
返回值：成功：非负整数
失败：EOF
wc -l
fgets每次读取的数据特点是，读完这一行所有的内容，在字符串末尾添加一个\0，再读下一行的内容。但有时文件一行的字符个数大于读取的size个数，fgets也会读取size-1个，然后在末尾添加\0，这一行剩下的内容交给下一次读。这就导致计算文件行数，不能简单地每执行一次fgets行数就加1，还需要确定读的这一行倒数第二个字符是不是\n。
#include 文件定位操作
void rewind(FILE *stream);
功能：将文件位置指针定位到起始位置
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
功能：文件的定位操作
参数：stream：文件流
offset：偏移量：正数表示向后文件尾部偏移
负数表示向文件开头偏移
whence：相对位置：
SEEK_SET:相对于文件开头
SEEK_CUR:相对于文件当前位置
SEEK_END:相对于文件末尾
返回值：成功：0
失败：-1
long ftell(FILE *stream);
功能：获取当前的文件位置
参数：要检测的文件流
返回值：成功：当前的文件位置，出错：-1
文件IO
- 概念：由系统提供的一组用于输入输出的函数接口
- 特点：
a. 没有缓冲机制，每次访问都要经过系统调用(系统向上提供的一组接口)
b. 围绕文件描述符进行操作，文件描述符是非负整数(>=0),依次加1进行分配
c. 文件IO默认打开三个描述符：0(标准输入)、1(标准输出)、2(标准出错)
d. 可以操作-、b、c、p、s、l类型的文件
打开文件
int open(const char *pathname, int flags);
功能：打开文件
参数：pathname：文件路径名
flags：打开文件的方式
O_RDONLY：只读
O_WRONLY:只写
O_RDWR：可读可写
O_CREAT:创建
O_TRUNC：清空
O_APPEND：追加
返回值：成功：文件描述符
失败：-1
当第二个参数中有O_CREAT选项时，需要给open函数传递第三个参数
指定创建文件的权限
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
创建出来的文件权限为指定权限值&(~umask)默认为0002，可以用八进制的数修改
umask 0000
读写文件
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：从一个已打开的可读文件中读取数据
参数：fd 文件描述符
buf 存放位置
count 期望的个数
返回值：成功：实际读到的个数
返回-1：表示出错,并设置errno号
返回0：表示读到文件结尾
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：向指定文件描述符中，写入 count个字节的数据。
参数：fd 文件描述符
buf 要写的内容
count 期望值
返回值：成功：实际写入数据的个数
失败 ： -1
cp命令的实现
#include \n" , argv[0]);
return -1;
}
//1.打开文件（源文件、目标文件）
fd_src = open(argv[1], O_RDONLY);
if(fd_src < 0)
{
perror("open src file err");
return -1;
}
fd_dest = open(argv[2], O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666);
if(fd_dest < 0)
{
perror("open dest file err");
return -1;
}
//2.循环读源文件，写目标文件
while((s = read(fd_src, buf, 32)) > 0)
{
write(fd_dest, buf, s);
}
//3.关闭文件
close(fd_src);
close(fd_dest);
return 0;
}
文件定位操作
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
功能：设定文件的偏移位置
参数：fd：文件描述符
offset偏移量
正数：向文件结尾位置移动
负数：向文件开始位置
whence 相对位置
SEEK_SET 开始位置
SEEK_CUR 当前位置
SEEK_END 结尾位置
返回值：成功：文件的当前位置
失败：-1
文件属性的获取
int stat(const char *path, struct stat *buf);
功能：获取文件属性
参数：path：文件路径名
buf：保存文件属性信息的结构体
返回值：成功：0
失败：-1
struct stat {
ino_t st_ino; /* inode号 */
mode_t st_mode; /* 权限 */
nlink_t st_nlink; /* 硬链接数 */
uid_t st_uid; /* 用户ID */
gid_t st_gid; /* 组ID */
off_t st_size; /* 大小 */
time_t st_atime; /* 最后访问时间 */
time_t st_mtime; /* 最后修改时间 */
time_t st_ctime; /* 最后状态改变时间 */
};
目录操作
DIR *opendir(const char *name);
功能：获得目录流
参数：要打开的目录
返回值：成功：目录流
失败：NULL
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
功能：读目录
参数：要读的目录流
返回值：成功：读到的信息
失败：NULL
返回值为结构体，该结构体成员为描述该目录下的文件信息
struct dirent {
ino_t d_ino; /* 索引节点号*/
off_t d_off; /*在目录文件中的偏移*/
unsigned short d_reclen; /* 文件名长度*/
unsigned char d_type; /* 文件类型 */
char d_name[256]; /* 文件名 */
};
int closedir(DIR *dirp);
功能：关闭目录
参数：dirp：目录流
库
当使用别人的函数时除了包含头文件以外还要有库
头文件：函数声明、结构体等类型定义、头文件、宏定义
库：就是把一些常用函数的目标文件打包在一起，提供相应函数的接口，便于程序员使用；本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式
由于windows和linux的本质不同，因此二者库的二进制是不兼容的
分类
静态库和共享库（动态库）
区别
1） 静态库在程序编译时会被连接到目标代码中。
优点：程序运行时将不再需要该静态库；运行时无需加载库，运行速度更快
缺点：静态库中的代码复制到了程序中，因此体积较大；静态库升级后，程序需要重新编译链接
2） 动态库是在程序运行时才被载入代码中。
优点：程序在执行时加载动态库，代码体积小；将一些程序升级变得简单；不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。
缺点：运行时还需要动态库的存在，移植性较差
静态库
1-将源文件编译生成目标文件
gcc -c add.c -o add.o
2-创建静态库用ar命令，它将很多.o转换成.a
ar crs libmyadd.a add.o
静态库文件名的命名规范是以lib为前缀，紧接着跟静态库名
扩展名为.a
3-测试使用静态库：
gcc main.c -L. -lmyadd // -L指定库的路径
执行./a.out
动态库
1-我们用gcc来创建共享库
gcc -fPIC -c hello.c -o hello.o
-fPIC 创建与地址无关的编译程序
gcc -shared -o libmyhello.so hello.o
2-测试动态库使用
gcc main.c -L. -lmyhello
可以正常编译通过，但是运行时报错./a.out: error while loading shared libraries: libmyadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory
原因：当加载动态库时，系统会默认从/lib或/usr/lib路径下查找
解决方法（有三种）：
(1)把库拷贝到/usr/lib和/lib目录下。(此方法编译时不需要指定库的路径)
(2)在LD_LIBRARY_PATH环境变量中加上库所在路径。
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:. 后跟动态库的路径
（终端关闭，环境变量就没在了）
(3) 添加/etc/ld.so.conf.d/*.conf文件。
把库所在的路径加到文件末尾，并执行ldconfig刷新
sudo vi xx.conf
添加动态库存在的路径,如：
/home/22061/day3/dynamiclib
进程
进程是一个独立的可调度的任务
进程是动态的，是程序的一次执行过程，包含创建、调度、执行、消亡
特点：
系统会为每一个进程分配0-4g的虚拟空间，0-3g(用户空间)是每个进程所独有的，3g-4g(内核空间)是所有进程共有的。
CPU调度进程时会给进程分配时间片(几毫秒~十几毫秒),当时间片用完后，cpu再进行其他进程的调度，实现进程的轮转，从而实现多任务的操作
进程段：
Linux中的进程包含三个段：
“数据段”存放的是全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间(如malloc函数取得的空间)等。
“正文段”存放的是程序中的代码
“堆栈段”存放的是函数的返回地址、函数的参数以及程序中的局部变量
进程分类：
交互进程：该类进程是由shell控制和运行的。交互进程既可以在前台运行，也可以在后台运行。该类进程经常与用户进行交互，需要等待用户的输入，当接收到用户的输入后，该类进程会立刻响应，典型的交互式进程有：shell命令进程、文本编辑器等
批处理进程：该类进程不属于某个终端，它被提交到一个队列中以便顺序执行。
守护进程：该类进程在后台运行。它一般在Linux启动时开始执行，系统关闭时才结束。
进程状态：
1）运行态（TASK_RUNNING）：R
指正在被CPU运行或者就绪的状态。这样的进程被成为runnning进程。
2）睡眠态(等待态)：
可中断睡眠态（TASK_INTERRUPTIBLE）S：处于等待状态中的进程，一旦被该进程等待的资源被释放，那么该进程就会进入运行状态。
不可中断睡眠态（TASK_UNINTERRUPTIBLE）D：该状态的进程只能用wake_up()函数唤醒。
3）暂停态（TASK_STOPPED）:T
当进程收到信号SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN或SIGTTOU时就会进入暂停状态。可向其发送SIGCONT信号让进程转换到可运行状态。
4）死亡态：进程结束 X
5）僵尸态：Z
当进程已经终止运行，但还占用系统资源，要避免僵尸态的产生
进程状态切换图
进程创建后，进程进入就绪态，当CPU调度到此进程时进入运行态，当时间片用完时，此进程会进入就绪态，如果此进程正在执行一些IO操作(阻塞操作)会进入阻塞态，完成IO操作后又可进入就绪态，当进程运行结束即进入结束态。
创建进程
pid_t fork(void);
功能：创建子进程
返回值：
成功：在父进程中：返回子进程的进程号 >0
在子进程中：返回值为0
失败：-1并设置errno
特性：
1）子进程几乎拷贝了父进程的全部内容。包括代码、数据
系统数据段中的pc值、栈中的数据、父进程中打开的文件等；但它们的PID
PPID是不同的。
2）父子进程有独立的地址空间，互不影响；当在相应的进程中改变全局变量
静态变量，都互不影响。
3）若父进程先结束，子进程成为孤儿进程，被init进程收养 子进程变成后台进程
4）若子进程先结束，父进程如果没有及时回收，子进程变成僵尸进程
要避免僵尸进程产生
5）fork函数的“写时拷贝”特性，当子进程要修改全局变量值时
会复制父进程的地址空间，如果只是读取变量的值
子进程和父进程访问的是同一个地址空间；
vfork函数先执行子进行再执行父进程，父子进程共享数据段。
获取进程号
pid_t getpid(void);
功能：获取当前进程的进程号
pid_t getppid(void);
功能：获取当前进程的父进程号
结束进程
void exit(int status);
功能：结束进程，刷新缓存
void _exit(int status);
功能：结束进程，不刷新缓存
参数：status是一个整型的参数，可以利用这个参数传递进程结束时的状态。
通常0表示正常结束；
其他的数值表示出现了错误，进程非正常结束
在实际编程时，子进程中调用exit函数，会将参数值(状态)传递给父进程
父进程可以进行相应的处理。
回收进程资源
pid_t wait(int *status);
功能：回收子进程资源(阻塞)
参数：status：子进程退出状态
返回值：成功：回收的子进程的进程号
失败：-1
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
功能：回收子进程资源
参数：
pid：>0 指定子进程进程号
=-1 任意子进程
=0 等待其组ID等于调用进程的组ID的任一子进程
<-1 等待其组ID等于pid的绝对值的任一子进程
status：子进程退出状态
options：0：阻塞
WNOHANG：非阻塞
返回值：正常：结束的子进程的进程号
当使用选项WNOHANG且没有子进程结束时：0
出错：-1
当子进程退出时会给父进程发送SIGCHLD信号。
创建守护进程
【2】守护进程-掌握
1. 特点：守护进程是后台进程；生命周期比较长，从系统启动时开启
系统关闭时结束；它是脱离控制终端且周期执行的进程。
2. 步骤：
1） 创建子进程，父进程退出
让子进程变成孤儿进程，成为后台进程；fork
2） 在子进程中创建新回话
让子进程成为会话组组长，为了让子进程完全脱离终端；setsid()
3）改变进程运行路径为根目录
原因进程运行的路径不能被删除或卸载；chdir()
4）重设文件权限掩码
目的：增大进程创建文件时权限，提高灵活性；umask()
5）关闭文件描述符
将不需要的文件关闭；close()
线程
是一个轻量级的进程，为了提高系统的性能引入线程，Linux里同样用task_struct来描述一个线程。
线程和进程都参与统一的调度。
在同一个进程中创建的线程共享该进程的地址空间。
进程和线程区别：
共性：都为操作系统提供了并发执行能力
不同点：
调度和资源：线程是系统调度的最小单位，进程是资源分配的最小单位
地址空间方面：同一个进程创建的多个线程共享进程的资源；进程的地址空间相互独立
通信方面：线程通信相对简单，只需要通过全局变量可以实现，但是需要考虑临界资源访问的问题；进程通信比较复杂，需要借助进程间的通信机制(借助3g-4g内核空间)
安全性方面：线程安全性差一些，当进程结束时会导致所有线程退出；进程相对安全
线程资源：
共享的资源：可执行的指令、静态数据、进程中打开的文件描述符、信号处理函数、当前工作目录、用户ID、用户组ID
私有的资源：线程ID (TID)、PC(程序计数器)和相关寄存器、堆栈、错误号 (errno)、信号掩码和优先级、执行状态和属性
创建线程
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建线程
参数：thread：线程标识
attr：线程属性， NULL：代表设置默认属性
start_routine：函数名：代表线程函数
arg：用来给前面函数传参
返回值：成功：0
失败：错误码
线程退出
int pthread_exit(void *value_ptr)
功能：用于退出线程的执行
参数：value_ptr：线程退出时返回的值
返回值：成功 ： 0
失败：errno
线程回收&线程取消
int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr)
功能：用于等待一个指定的线程结束
参数：thread：创建的线程对象
value_ptr：指针*value_ptr指向线程返回的参数
返回值：成功 ： 0
失败：errno
int pthread_detach(pthread_t thread);
功能：让线程分离，让线程结束时自动回收线程资源
参数：thread：线程ID
int pthread_cancel(pthread_t thread);
功能：取消线程
获取线程tid号
pthread_t pthread_self(void);
功能：获取当前线程的tid
返回值：tid值
线程同步
同步指的是多个任务(线程)按照约定的顺序相互配合完成一件事情
信号量：通过信号量实现同步操作；由信号量来决定线程是继续运行还是阻塞等待
信号量代表某一类资源，其值表示系统中该资源的数量，它是一个受保护的变量，只能通过三种操作来访问：初始化、Ｐ操作(申请资源)、Ｖ操作(释放资源)其值为非负整数。
信号量初始化&pv操作
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)
功能：初始化信号量
参数：sem：初始化的信号量对象
pshared：信号量共享的范围(0: 线程间使用 非0:1进程间使用)
value：信号量初值
返回值：成功 0
失败 -1
int sem_wait(sem_t *sem)
功能：申请资源 P操作
参数：sem：信号量对象
返回值：成功 0
失败 -1
注：此函数执行过程，先对信号量进行减1，当信号量的值大于等于0时
表示有资源可以用，则继续执行；当信号量的值小于0时
表示没有资源可以使用，函数阻塞
int sem_post(sem_t *sem)
功能：释放资源 V操作
参数：sem：信号量对象
返回值：成功 0
失败 -1
注：释放一次信号量的值加1，函数不阻塞
线程互斥
临界资源：一次仅允许一个进程所使用的资源
临界区：指的是一个访问共享资源的程序片段
互斥：多个线程在访问临界资源时，同一时间只能一个线程访问
互斥锁：通过互斥锁可以实现互斥机制，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，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。
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, pthread_mutexattr_t *attr)
功能：初始化互斥锁
参数：mutex：互斥锁
attr: 互斥锁属性 // NULL表示缺省属性
返回值：成功 0
失败 -1
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
功能：申请互斥锁
参数：mutex：互斥锁
返回值：成功 0
失败 -1
注：和pthread_mutex_trylock区别：
pthread_mutex_lock是阻塞的；
pthread_mutex_trylock不阻塞，如果申请不到锁会立刻返回
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
功能：释放互斥锁
参数：mutex：互斥锁
返回值：成功 0
失败 -1
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex)
功能：销毁互斥锁
参数：mutex：互斥锁
死锁
两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去
死锁产生的四个必要条件：
1、互斥使用 当资源被一个线程使用(占有)时，别的线程不能使用
2、不可抢占 资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源，资源只能由资源占有者主动释放。
3、请求和保持 当资源请求者在请求其他的资源的同时保持对原有资源的占有。
4、循环等待 存在一个等待队列：P1占有P2的资源，P2占有P3的资源，P3占有P1的资源。这样就形成了一个等待环路。
注意：当上述四个条件都成立的时候，便形成死锁。当然，死锁的情况下如果打破上述任何一个条件，便可让死锁消失。
线程条件变量的控制
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);
功能：初始化条件变量
参数：cond：是一个指向结构pthread_cond_t的指针
restrict attr：是一个指向结构pthread_condattr_t的指针，
一般设为NULL
返回值：成功：0 失败：非0
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);
功能：等待信号的产生
参数：restrict cond：要等待的条件
restrict mutex：对应的锁
返回值：成功：0，失败：不为0
注：当没有条件产生时函数会阻塞，同时会将锁解开；如果等待到条件产生
函数会结束阻塞同时进行上锁。
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
功能：给条件变量发送信号
参数：cond：条件变量值
返回值：成功：0，失败：非0
注：必须等待pthread_cond_wait函数先执行，再产生条件才可以
此函数和pthread_cond_broadcast区别是：
pthread_cond_broadcast函数相当于是广播，会将所有等待此条件的线程唤醒
pthread_cond_signal只能唤醒单个等待此条件的线程
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
功能：将条件变量销毁
参数：cond：条件变量值
返回值：成功：0， 失败：非0
进程间通信
进程间通信方式
1）早期的进程间通信：
无名管道、有名管道、信号
2）systerm V IPC：
共享内存、消息队列、信号灯集
3）BSD：
套接字
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，具有固定的读端和写端
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符
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。
创建无名管道
int pipe(int fd[2])
功能：创建无名管道
参数：文件描述符 fd[0]：读端 fd[1]:写端
返回值：成功 0
失败 -1
注意事项
a. 当管道中无数据时，读操作会阻塞
b. 管道中装满（管道大小64K）数据写阻塞，一旦有4k空间，写继续
c. 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)。
有名管道
1） 特点
a. 有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信。
b. 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。
c. 进程通过文件IO来操作有名管道
d. 有名管道遵循先进先出规则
e. 不支持如lseek() 操作
创建有名管道
int mkfifo(const char *filename,mode_t mode);
功能：创健有名管道
参数：filename：有名管道文件名
mode：权限
返回值：成功：0
失败：-1，并设置errno号
注意对错误的处理方式：
如果错误是file exist时，注意加判断，如：if(errno == EEXIST)。
函数只是在路径下创建管道文件，往管道中写的数据依然写在内核空间。
注意事项
a. 只写方式，写阻塞，一直到另一个进程把读打开
b. 只读方式，读阻塞，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
信号
1.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
2.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。
3.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。
信号的响应方式
1）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。
2）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。
3）执行缺省操作：Linux对每种信号都规定了默认操作
信号种类
SIGKILL：结束进程，不能被忽略不能被捕捉
SIGSTOP：结束进程，不能被忽略不能被捕捉
SIGCHLD：子进程退出时给父进程发的信号
SIGINT：结束进程，对应快捷方式ctrl+c
SIGTSTP：暂停信号，对应快捷方式ctrl+z
SIGQUIT：退出信号，对应快捷方式ctrl+\
SIGALRM：闹钟信号，alarm函数设置定时，当到设定的时间时
内核会向进程发送此信号结束进程。
SIGTERM：结束终端进程，kill 使用时不加数字默认是此信号
信号处理接口
int kill(pid_t pid, int sig);
功能：信号发送
参数：pid：指定进程
sig：要发送的信号
返回值：成功 0 失败 -1
int raise(int sig);
功能：进程向自己发送信号
参数：sig：信号
返回值：成功 0 失败 -1
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
功能：在进程中设置一个定时器
参数：seconds：定时时间，单位为秒
返回值：如果调用此alarm()前，进程中已经设置了闹钟时间，则
返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回0。
注意：一个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时
已设置过闹钟时间，则之前的闹钟时间被新值所代替
int pause(void);
功能：用于将调用进程挂起，直到收到信号为止。
#include 附上一个挺有意思的练习
司机与售票员信号处理
用信号的知识实现司机和售票员问题。
1）售票员捕捉SIGINT（代表开车）信号，向司机发送SIGUSR1信号，司机打印（let’s gogogo）
2）售票员捕捉SIGQUIT（代表停车）信号，向司机发送SIGUSR2信号，司机打印（stop the bus）
3）司机捕捉SIGTSTP（代表到达终点站）信号，向售票员发送SIGUSR1信号，售票员打印（please get off the bus）
4）司机等待售票员下车，之后司机再下车。
售票员：捕捉：SIGINT SIGQUIT SIGUSR1
忽略：SIGTSTP
司机：捕捉：SIGUSR1 SIGUSR2 SIGTSTP
忽略：SIGINT SIGQUIT
下面是我的实现过程，输出带点个人风格，不影响理解
#include注释处换成pause后，功能一样，但是pause函数可以让程序对CPU的资源占用率极大的降低，这与pause的底层实现逻辑有关，哥们也不懂 qaq。
共享内存
1）共享内存是一种最为高效的进程间通信方式，进程可以直接读写内存，
而不需要任何数据的拷贝
2）为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，可以由
需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间
3）进程就可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝，从而大大
提高的效率。
4）由于多个进程共享一段内存，因此也需要依靠某种同步机制
如互斥锁和信号量等
创建共享内存步骤
a. 创建key值
b. 创建或打开共享内存
c. 映射共享内存到用户空间
d. 撤销映射
e. 删除共享内存
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能：产生一个独一无二的key值
参数：
Pathname：已经存在的可访问文件的名字
Proj_id：一个字符（因为只用低8位）
返回值：成功：key值
失败：-1
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能：创建或打开共享内存
参数：
key 键值
size 共享内存的大小
shmflg IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777
返回值：成功 shmid
出错 -1
void *shmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg);
功能：映射共享内存，即把指定的共享内存映射到进程的地址空间用于访问
参数：
shmid 共享内存的id号
shmaddr 一般为NULL，表示由系统自动完成映射
如果不为NULL，那么有用户指定
shmflg：SHM_RDONLY就是对该共享内存只进行读操作
0 可读可写
返回值：成功：完成映射后的地址，
出错：-1的地址
用法：if((p = (char *)shmat(shmid，NULL,0)) == (char *)-1)
int shmdt(const void *shmaddr);
功能：取消映射
参数：要取消的地址
返回值：成功0
失败的-1
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);
功能：(删除共享内存)，对共享内存进行各种操作
参数：
shmid 共享内存的id号
cmd IPC_STAT 获得shmid属性信息，存放在第三参数
IPC_SET 设置shmid属性信息，要设置的属性放在第三参数
IPC_RMID:删除共享内存，此时第三个参数为NULL即可
返回： 成功0
失败-1
用法：shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
系统命令：
ipcs -m : 查看共享内存
ipcrm -m shmid: 删除共享内存