Linux学习之——Linux进程通信

Linux进程通信

无名管道主要用于有亲缘关系的进程通信，其位于外存区域，但在文件系统中不可见。在实际应用中，进程通信往往发生在无关进程之间，此种情形下，若仍想使用管道，则必须使用有名管道，也称命名管道或FIFO文件。这种类型的管道在文件系统中可见，创建时需要指定具体路径和文件名，管道创建之后，可用ls命令查看。 在终端中命令行中创建有名管道的方法是使用mkfifo命令，如在/tmp目录下创建名为fifoName的有名管道文件，执行下面命令，该命令完成后，可转到相应路径下使用ls命令查看： # mkfifo /tmp/fifoName 呵呵，FIFO创建好了，我们就可以尝试使用了。首先，创建两个读写进程，其中一个放在后台执行。 # echo "Hello, FIFO!" > /tmp/fifoName & 该命令显示的结果为 ［1］　6242 该结果中的6242为后台运行进程的PID号，该数值不一定，根据系统分配的PID号会有相应的值。 然后，创建读取进程，读取写入进程所写入的信息。 # cat < /tmp/fifoName 该命令显示的结果为 Hello, FIFO! [1]+ Done                    echo "Hello, FIFO!" >/tmp/fifoName 说明两个进程已同时完成各自的工作。 从上面的例子可以看出，FIFO完成了进程通信任务，而且读写两进程是同时完成工作的。操作系统理论指出，对共享区域的操作需要有互斥机制，这种互斥机制在Linux　FIFO操作中的具体表现就是操作进程的阻塞。上面的例子中，写进程的操作被放在了后台，所以无法看到阻塞的直接效果，而是输出了一个后台运行的进程号就被阻塞在了后台，直到读进程开始操作时，FIFO中的数据被传递给读进程并显示出来，同时，写进程解除阻塞，同时结束。若想看到阻塞的直接效果，只需要在创建写进程时，不将其放在后台即可，此时的现象为命令行呈现假死机，即进程阻塞状态。 根据例子进行归纳后不难得出结论，只有FIFO两端都有进程工作时，进程才不会阻塞，否则，一端的进程一定会阻塞等待，直至另一进程前来进行操作。 在程序中使用有名管道时，需要用mkfifo系统调用创建FIFO文件，其函数原型为： int mkfifo(const char *filename, mode_t mode) 该系统调用的功能是创建名为filename的FIFO文件，该文件具有mode访问模式，该mode为一代码，与chmod命令中指定的mode代码含义相同。 FIFO文件创建完成后，要使用open系统调用打开该文件方可使用，open函数原型为： int open(const char *path, int oflags) 其中，path参数指定文件的具体路径和文件名，oflags参数指定了打开方式，传统打开方式有O_RDONLY、O＿WRONLY和O＿RDWR三种，而对于FIFO文件来说，O＿RDWR方式不可用，因此，若想实现进程之间的双向通信，需要使用两条管道，即创建两个FIFO文件方可进行。此外，还有另外一个辅助的O_NONBLOCK标志常量，使用时与O_RDONLY或O_WRONLY进行逻辑或运算后作为oflags参数值，若使用该标志，则将以非阻塞方式打开，否则，默认为使用阻塞方式打开。 FIFO文件打开后，就可以使用read/write系统调用进行读写了，可以看出，FIFO文件将进程间通信映射为对文件的读写。read/write系统调用的函数原型如下： size_t read(int fildes, const void *buf, size_t nbytes) size_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbytes) 这两个函数的返回值是进程之间传输的字节数，参数fildes为文件描述符，buf为通信缓冲区，nbytes为需要传输的字节数。这两个函数的功能为将buf中的前nbytes数据读出／写入fildes文件描述符所指代的文件进行通信交互。FIFO使用完毕后，要使用close系统调用关闭FIFO文件通信，使用unlink系统调用删除FIFO文件。 下面给出一个有意义的例子，使用有名管道（FIFO文件）实现一个进程间通信的模板类。 // FifoCommunication.h #ifndef FIFO_COMMUNICATION_H_ #define FIFO_COMMUNICATION_H_ #include<iostream> #include<iomanip> #include<stdio.h> #include<fcntl.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<sys/stat.h> #include<sys/types.h> enum FifoResult { TRANSPORT_SUCCESS, TRANSPORT_FAILURE, CREATE_FAILURE }; const FIFO_NAME_MAX_LENGTH = 256; template <class MESSAGE_TYPE> class FifoCommunication {     public:         FifoCommunication(char*, char*);         ~FifoCommunication();         FifoResult Read(MESSAGE_TYPE*, int, int*);         FifoResult Write(MESSAGE_TYPE*, int, int*);     protected:         char fifoNameRead[FIFO_NAME_MAX_LENGTH];         char fifoNameWrite[FIFO_NAME_MAX_LENGTH];         MESSAGE_TYPE msgReadTempStore;         MESSAGE_TYPE msgWriteTempStore; }; #endif // FifoCommunication.cpp #include "FifoCommunication.h" template <class MESSAGE_TYPE> FifoCommunication<MESSAGE_TYPE>::FifoCommunication(char *fifoRead, char *fifoWrite) {     strcpy(fifoNameRead, fifoRead);     strcpy(fifoNameWrite, fifoWrite);     umask(0);     if(mkfifo(fifoNameRead, 0777) == -1 && mkfifo(fifoNameWrite, 0777) == -1)     {         std::cerr<<std::endl<<"FIFO Creation Error!"<<std::endl；         exit(CREATE_FAILURE);     } } template <class MESSAGE_TYPE> FifoCommunication<MESSAGE_TYPE>::~FifoCommunication() {     unlink(fifoNameRead);     unlink(fifoNameWrite); } template <class MESSAGE_TYPE> FifoResult FifoCommunication<MESSAGE_TYPE>::Read(MESSAGE_TYPE *msgBuffer, int nBufferSize, int *pBytesTransport) {     int FifoFd, ReadRes;     bzero((char*)&msgReadTempStore, sizeof(msgReadTempStore));     FifoFd = open(fifoNameRead, O_RDONLY);     if(FifoFd == -1)     {         *pBytesTransport = 0;         return TRANSPORT_FAILURE;     }     else     {         ReadRes = read(FifoFd, (char*)&msgReadTempStore, nBufferSize);         if(ReadRes == -1)         {             (void)close(FifoFd);             *pBytesTransport = 0;             return TRANSPORT_FAILURE;         }         else         {             (void)close(FifoFd);             *pBytesTransport = ReadRes;             memcpy((char*)msgBuffer,(char*)&msgReadTempStore,ReadRes);             return TRANSPORT_SUCCESS;         }     } } template <class MESSAGE_TYPE> FifoResult FifoCommunication<MESSAGE_TYPE>::Write(MESSAGE_TYPE *msgData, int nMessageSize, int *pBytesTransport) {     int FifoFd, WriteRes;     bzero((char*)&msgWriteTempStore, sizeof(msgWriteTempStore));     memcpy((char*)&msgWriteTempStore,(char*)msgData,nMessageSize);     FifoFd = open(fifoNameWrite, O_WRONLY);     if(FifoFd == -1)     {         *pBytesTransport = 0;         return TRANSPORT_FAILURE;     }     else     {         WriteRes = write(FifoFd, (char*)&msgWriteTempStore, nMessageSize);         if(WriteRes == -1)         {             (void)close(FifoFd);             *pBytesTransport = 0;             return TRANSPORT_FAILURE;         }         else         {             (void)close(FifoFd);             *pBytesTransport = WriteRes;             return TRANSPORT_SUCCESS;         }     } } －－－－－－－－转贴自morre的文章