文章目录

• 前言
• 一、什么是进程间通信
• 二、进程间通信方式
• 三、管道
• • 1、管道的原理
  • 2、管道的局限性
  • 3、创建管道函数——pipe
  • 4、父子进程使用管道通信
  • • • 使用pipe完成ps aux | grep bash操作
  • 5、管道的读写行为
  • • • 读操作
      • 写操作
  • 6、如何设置管道为非阻塞
  • 7、查看管道缓冲区大小
• 四、FIFO
• • 1、创建管道
  • 2、使用FIFO完成两个进程通信
• 五、内存映射区
• • 1、内存映射区介绍
  • 2、mmap函数
  • 3、munmap函数
  • 4、mmap函数注意事项
  • 5、mmap函数参数总结
  • 6、匿名映射
• 六、信
• • 1、信 的概念
  • 2、信 的机制
  • • 2.1、信 的状态
    • 2.2、信 的处理方式
    • 2.3、信 的特质
    • 2.4、阻塞信 集和未决信 集
    • 2.5、信 的四要素
    • 3、信 相关函数
    • • 3.1、signal函数
      • 3.2、kill函数/命令
      • 3.3、abort函数
      • 3.4、raise函数
      • 3.5、alarm函数
    • 3.6、setitimer函数
  • 4、信 集
  • • 4.1、未决信 集和阻塞信 集的关系
    • 4.2、信 集相关函数
    • • 4.2.1、sigemptyset
      • 4.2.2、sigfillset
      • 4.2.3、sigaddset
      • 4.2.4、sigdelset
      • 4.2.5、sigismember
      • 4.2.6、sigprocmask
      • 4.2.7、sigpending函数
  • 5、信 捕捉函数
  • • 5.1、sigaction函数
    • 5.2、内核实现信 捕捉的过程
  • 6、SIGCHLD信
  • • 6.1、产生SIGCHLD信 的条件
    • 6.2、SIGCHLD信 的作用
• 七、本地socket通信
• • 1、socket函数
  • 2、bind函数

前言

一、什么是进程间通信

Linux环境下，进程地址空间相互独立，每个进程各自有不同的用户地址空间。任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程和进程之间不能相互访问，要交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区，进程2再从内核缓冲区把数据读走，内核提供的这种机制称为进程间通信（IPC，InterProcess Communication）。

• 管道的本质是一块内核缓冲区
• 有两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写断
• 规定数据从管道的写断流入管道，从读断流出
• 当两个进程都终结的时候，管道也自动消失
• 管道的读断和写端默认是阻塞的

1、管道的原理

管道的实质是内核缓冲区，内部使用环形队列实现，默认缓冲区大小为4K，可以使用命令 获取大小。实际操作过程中缓冲区会根据数据压力做适当调整。

2、管道的局限性

1. 数据一旦被读走，便不在管道中存在，不可反复读取
2. 数据只能在一个方向上流动，若要实现双向流动，必须使用两个管道（半双工）
3. 只能在有血缘关系的进程间使用管道（父子进程等）

3、创建管道函数——pipe

函数调用成功返回读端和写端的文件描述符，其中fd[0]是读端， fd[1]是写端，向管道读写数据是通过使用这两个文件描述符进行的，读写管道的实质是操作内核缓冲区。
管道创建成功以后，创建该管道的进程（父进程）同时掌握着管道的读端和写端。如何实现父子进程间通信呢/p>

4、父子进程使用管道通信

一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信（因此也不难推出，只要两个进程中存在血缘关系，这里的血缘关系指的是具有共同的祖先，都可以采用管道方式来进行通信）。
步骤：

1. 父进程调用pipe()函数，得到两个文件描述符fd[0]和fd[1]，分别指向管道的读端和写断
2. 父进程调用fork创建子进程，子进程也有两个文件描述符指向同一管道
3. 父进程关闭管道读端，子进程关闭管道写端。父进程可以向管道中写入数据，子进程将管道中的数据读出，这样就实现了父子进程间通信。

使用pipe完成ps aux | grep bash操作

读操作

• 有数据
  read读正常，返回读出的字节数
• 无数据
  写端全部关闭：read解除阻塞，返回0，相当于文件读到了尾部
  写端没有全部关闭：read阻塞

写操作

• 读端全部关闭
  管道破裂，进程终止，内核给当前进程发SIGPIPE信
• 读端没全部关闭
  缓冲区写满了：write阻塞
  缓冲区没有满：继续write

6、如何设置管道为非阻塞

默认情况下，管道的读写两端都是阻塞的，若要设置读或者写端为非阻塞，则可参考下列三个步骤进行：

1. 第1步： int flags = fcntl(fd[0], F_GETFL, 0);
2. 第2步： flag |= O_NONBLOCK;
3. 第3步： fcntl(fd[0], F_SETFL, flags);

若是读端设置为非阻塞：

• 写端没有关闭，管道中没有数据可读，则read返回-1
• 写端没有关闭，管道中有数据可读，则read返回实际读到的字节数
• 写端已经关闭，管道中有数据可读，则read返回实际读到的字节数
• 写端已经关闭，管道中没有数据可读，则read返回0

7、查看管道缓冲区大小

命令

函数