Liunx系统编程之进程间通信
进程间通信（IPC）是指在不同进程之间传播或交换信息。
参考博文：https://www.cnblogs.com/CheeseZH/p/5264465.html
1.管道（无命名管道）
管道，通常指无名管道，是 UNIX 系统IPC最古老的形式。–只适用于父子进程，
特点：
- 它是半双工的（即数据只能在一个方向上流动），具有固定的读端和写端。
- 它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也是父子进程或者兄弟进程之间）。
- 它可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写也可以使用普通的read、write等函数。但是它不是普通的文件，并不属于其他任何文件系统，并且只存在于内存中
原型： int pipe(int pipefd[2]);//头文件在man手册中找就可以了
代码示例：
#include 输出结果：
2.命名管道（FIFO）
FIFO，也称为命名管道，它是一种文件类型。
特点：
1.FIFO可以在无关的进程之间交换数据，与无名管道不同。
2.FIFO有路径名与之相关联，它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统
当 open 一个FIFO时，是否设置非阻塞标志（O_NONBLOCK）的区别：
若没有指定O_NONBLOCK（默认），只读 open 要阻塞到某个其他进程为写而打开此 FIFO。类似的，只写 open 要阻塞到某个其他进程为读而打开它。
若指定了O_NONBLOCK，则只读 open 立即返回。而只写 open 将出错返回 -1 如果没有进程已经为读而打开该 FIFO，其errno置ENXIO。
代码示例 read.c：
#includewrite.c:
#include输出：
只执行read会被阻塞
只有当write进来才会正确执行：
3.消息队列
消息队列，是消息的链接表，存放在内核中。一个消息队列由一个标识符（即队列ID）来标识。
1、特点
- 消息队列是面向记录的，其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。
- 消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时，消息队列及其内容并不会被删除。
- 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。
msgget()函数的使用：
int msgget(key_t key, int flag);
key_t key：消息队列的存放位置，消息队列是存放在linux内核的链表中的，key为选择他要放在哪个链表中；
int flag：并且flag中包含了IPC_CREAT标志位，如果flag没有IPC_CREAT 的话，要创建一个出来0777表示可读可写可执行
ex：【int msgId = msgget(0x1234,IPC_CREAT|0777);】
msgrcv（）函数的使用：（要配合结构体使用）
函数原型：ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
int msqid:就是用msgget得到的那个，即msgId;
void *msgp:获得的数据存放的位置存放的位置
size_t msgsz:获得的数据大小
long msgtyp:消息类型，自己定义
int msgflg:Msgflg的类型为0表示可以阻塞运行
struct msgbuf {//这个结构体在man 手册中可查，已经定义好了的，（man msgrcv 或者man msgsend 都可以查到）
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[128]; /* message data */
};
struct msgbuf readbuf;
示例：msgrcv(msgId,&readbuf,sizeof(readbuf.mtext),888,0);//888 表示消息类型
key的补充：
key_t key；//Key为无符号类似的变量
key=ftok（”.”,’z’）;//ftok函数创建key
//“.”表示在当前文件夹下创建
//‘z’表示运算方式，也可以是其他的
msgsnd（）函数的使用：
原型：int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
//与上方的msgrcv的使用类似，对比着看即可
struct msgbuf sendbuf={888,"this read is from que"};
msgsnd(msgId,&sendbuf,strlen(sendbuf.mtext),0);
msgctl（）函数：
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
int cmd：使用的指令，可以在man手册中查找，一般使用IPC_RMID,表示释放队列
struct msqid_ds *buf：通常为NULL
代码示例：
msggsend.c:
#include msggetpro.c
#include 输出示例：
4.共享内存
shmget(得到一个共享内存标识符或创建一个共享内存对象)的使用
原型：int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
size_t size：shmget的大小，必须是1M的倍数，最小都得1M
shmid=shmget(key,1024*4,IPC_CREAT|0600);//创建共享内存，并且为可读可写模式。
shmid=shmget(key,1024*4,0);//0表示只打开不创建
shmat(把共享内存区对象映射到调用进程的地址空间)的使用：
原型：void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
int shm_id:shmget创建的共享内存的id（即shmid）
const void *addr, int flag:一般都为0，第一个0位让Liunx自动分配空间，第二0表示可读可写
char *shmaddr;
shmaddr=shmat(shmid,0,0);
shmdt(断开共享内存连接)使用：
原型： int shmdt(const void *shmaddr);//卸载共享内存
const void *shmaddr:shmat的地址
shmdt(shmaddr);
shmctl(共享内存管理)的使用：
原型：int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);
shmctl(shmid,IPC_RMID,0);//杀死这个共享内存
代码示例:
shmw.c
#include shmr.c
#include 输出：
5.信号
参考博文：https://www.jianshu.com/p/f445bfeea40a
对于 Linux来说，实际信号是软中断，许多重要的程序都需要处理信号。信号，为 Linux 提供了一种处理异步事件的方法。比如，终端用户输入了 ctrl+c 来中断程序，会通过信号机制停止一个程序
信号概述
信号的名字和编号：
每个信号都有一个名字和编号，这些名字都以“SIG”开头，例如“SIGIO ”、“SIGCHLD”等等。
信号定义在signal.h头文件中，信号名都定义为正整数。
具体的信号名称可以使用kill -l来查看信号的名字以及序号，信号是从1开始编号的，不存在0号信号。kill对于信号0又特殊的应用。
其实对于常用的 kill 命令就是一个发送信号的工具，kill 9 PID来杀死进程。比如，我在后台运行了一个 top 工具，通过 ps 命令可以查看他的 PID，通过 kill 9 来发送了一个终止进程的信号来结束了 top 进程。如果查看信号编号和名称，可以发现9对应的是 9) SIGKILL，正是杀死该进程的信号。而以下的执行过程实际也就是执行了9号信号的默认动作——杀死进程。
函数原型：sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
int signum：Kill-l 插到的执行码，即signum
sighandler_t handler：执行码对应的执行函数，自己编写
代码示例：
#include输出示例：
高级版：函数sigaction（）----用于收信号
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
const struct sigaction *act----结构体
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); //与signal类似，无法处理消息，
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //函数指针，信号处理函数，能够接受额外数据和sigqueue配合使用
sigset_t sa_mask;//起到阻塞作用，阻塞关键字的信号集，可以再调用捕捉函数之前，把信号添加到信号阻塞字，信号捕捉函数返回之前恢复为原先的值。
int sa_flags;//标记，影响信号的行为SA_SIGINFO表示能够接受数据
};
关于void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void );处理函数来说还需要有一些说明。void 是接收到信号所携带的额外数据；而struct siginfo这个结构体主要适用于记录接收信号的一些相关信息。
siginfo_t {
int si_signo; /* Signal number */
int si_errno; /* An errno value */
int si_code; /* Signal code */
int si_trapno; /* Trap number that caused
hardware-generated signal
(unused on most architectures) */
pid_t si_pid; /* 谁发的 */
uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */
int si_status; /* Exit value or signal */
clock_t si_utime; /* User time consumed */
clock_t si_stime; /* System time consumed */
sigval_t si_value; /* 数据，这是个结构体里面的内容就是这个union sigval里面的内容 */
int si_int; /* 数据 */
void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */
int si_overrun; /* Timer overrun count; POSIX.1b timers */
int si_timerid; /* Timer ID; POSIX.1b timers */
void *si_addr; /* Memory location which caused fault */
int si_band; /* Band event */
int si_fd; /* File descriptor */
}
其中的成员很多，si_signo 和 si_code 是必须实现的两个成员。可以通过这个结构体获取到信号的相关信息。
关于发送过来的数据是存在两个地方的，sigval_t si_value这个成员中有保存了发送过来的信息；同时，在si_int或者si_ptr成员中也保存了对应的数据。
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);---用于发信号
pid_t pid：发送对象；
int sig：信号；
union sigval {//数据
int sival_int;//整型
void *sival_ptr;//char型
};
代码示例：
发送信号 Sendnicesig.c
#include Nicesig.c:
#include 输出：
6信号量
信号量（semaphore）与已经介绍过的 IPC 结构不同，它是一个计数器。信号量用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于存储进程间通信数据。
特点
1.信号量用于进程间同步，若要在进程间传递数据需要结合共享内存。
2.信号量基于操作系统的 PV 操作，程序对信号量的操作都是原子操作。
3.每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1，而且可以加减任意正整数。
4.支持信号量组。
#include struct sembuf set：
struct sembuf sops[2];
int semid;
/* Code to set semid omitted */
sops[0].sem_num = 0; /* Operate on semaphore 0 */
sops[0].sem_op = 0; /* Wait for value to equal 0 */
sops[0].sem_flg = 0;
sops[1].sem_num = 0; /* Operate on semaphore 0 */
sops[1].sem_op = 1; /* Increment value by one */
sops[1].sem_flg = 0;
输出：
