进程及进程间通信IPC

2024-09-01 19:32
文章标签 间通信 进程 ipc

本文主要是介绍进程及进程间通信IPC,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

进程三态:就绪、执行、阻塞。

进程IDPID):标识进程的唯一数字,父进程的IDPPID),启动进程的用户IDUID)。

进程互斥:是指当有若干进程都需要使用某一共享资源时,任何时刻最多允许一个进程使用,其他要使用该资源的进程必须等待,直到占用该资源者释放了该资源为止。

 

临界资源:操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。

 

进程同步:一组并发进程按一定的顺序执行的过程称为进程间的同步。具有同步关系的一组并发进程称为合作进程,合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。

 

进程调度:按一定算法,从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU运行。调度分为:抢占调度,非抢占式。

 

调度算法:高优先级优先调度算法,时间片轮转法,短进程优先调度算法,先来先服务调度算法……

 

死锁:多个进程竞争资源而形成一种僵局,若无外力作用,这些进程都将永远不能再向前推进。

 

pid_t getpid(void) 获取本进程ID

pid_t getppid(void)  获取父进程ID 

pid_t fork(void)  创建子进程,fork有两次返回值

父子进程共享代码段,不共享数据段,子进程会拷贝一份数据空间和堆栈空间供自己使用。

 pid_t vfork(void) 创建子进程


Fork vfork区别:

Fork:子进程拷贝父进程的数据段,父子进程的执行次序不确定。

Vfork:子进程与父进程共享数据段,子进程先运行,父进程后运行。

 

Exec:启动一个新程序,替换原有的进程,因此进程的PID不会变。

 

Int systemconst char *string)功能:调用fork产生子进程,由子进程来调用/bin/sh -c string

来执行参数string 所代表的命令。

 

Pid_t wait(int *status) 功能:阻塞该进程,直到其某个子进程退出。

 

为什么需要进程间通信(IPC):1.一个进程需要将它的数据发送给另一个进程(数据传输)。

                      2.多个进程之间共享同样的资源(资源共享)。

                      3.通知事件。

                      4。进程控制。

现在Linux使用的进程间通信的方式有:管道(pipe)、有名管道、信号(signal)、消息队列、共享内存、信号量、套接字(socket)。

 

管道:是单向的、先进先出的,把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程(写进程)在管道的尾部写入数据,另一个进程(读进程)从管道的头部读出数据。

 

管道:无名管道,有名管道。无名管道用于父进程和子进程间的通信,有名管道用于同一系统中的任意两个进程间的通信。

 

无名管道由pipe()函数创建:int pipe(int filedis[2])  有名管道mkfifo()

当一个管道建立时,它会创建两个文件描述符:filedis[0]用于读管道,filedis[1]用于写管道。关闭管道只需要将这两个文件描述符关闭即可,可以使用普通的close 函数逐个关闭。

必须在系统调用fork()前调用pipe( ),否则子进程将不会继承文件描述符(否则会创建两个管道)。

 

信号通信:

进程用kill函数将信号发送给另一个进程,用户可用kill命令将信号发送给其他进程。

信号处理:忽略此信号(有两种信号不能忽略 SIGKILLSIGSTOP),执行用户希望的动作,执行系统默认的动作。

发送信号的主要函数killraise,区别:kill既可以向自身发送信号,也可以向其他进程发送信号。Raise函数是向进程自身发送信号。

Int killpid_t pid , int signo

Int raise(int signo)

Pause 函数使调用进程挂起直至捕捉到一个信号。Int pausevoid)只有执行了一个信号处理函数后,挂起才结束。

Ps aux 查找进程号PID

Kill -s 信号 PID  (给某个进程发送一个信号)

 

共享内存:被多个进程共享的一部分物理内存。

共享内存实现分为两个部分:1.创建共享内存,使用shmget函数。2.映射共享内存,将这段创建的共享内存映射到具体的进程空间去,使用shmat函数。

Int shmget( key_t key, int size, int shmflg)

Int shmat(int shmid,,char *shmaddr,int flag)

Int shmdt(char *shmaddr)   解除映射

 

消息队列(信号能够传送的信息量有限,管道则只能传送无格式的字节流)

消息队列:就是一个消息链表。可以把消息看作一个记录,具有特定的格式。进程可以向中按一定规则添加新消息;另一些进程可以从消息队列中读走消息。

消息队列:POSIX消息队列,系统V消息队列。

 

每个消息队列在系统范围内对应唯一的键值,所以要获得一个消息队列的描述字,必须提供该消息队列的键值。

Key_t ftok(char *pathname,char proj) 返回文件的键值 ,两个参数为路径名和项目ID

Int msgget(key_t key,int msgflag) 返回与键值key相对应的消息队列描述字。 

 

在以下两种情况下,将创建一个新的消息队列:1.如果没有与键值key相对应的消息队列,并且msflag中包含了IPC_CREAT标志位。2.key 参数为IPC_PRIVATE

Int msgsnt(int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, int msgflg) 向消息队列中发送一条消息

Int msgrcv(int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, long msgtype , int msgflg)接收消息,功能:从msqid代表的消息队列中读取一个msgtyp类型的消息,并把消息存储在msgp指向的msgbuf结构中。

在成功地读取了一条消息以后,队列中的这条消息将被删除。

 

 

信号量(又名:信号灯)与其他进程间通信方式不大相同,主要用途是保护临界资源。进程可以根据它判定是否能够访问某些共享资源。除了用于访问某些控制外,还可用于进程同步。

这篇关于进程及进程间通信IPC的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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