进程间通信方式:
同主机进程间数据交换机制: pipe(无名管道) / fifo（有名管道）/ message queue(消息队列)和共享内存。
必备基础: fork() 创建一个与之前完全一样的进程，这两个进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略。
一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都
复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。
vfork ： 与fork用法相同，但是他和父进程共享同样的数据存储，因此无需完全复制父进程的地址空间。
// fork() study example 1
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值
int count=; // fork 会将这个变量存在两个不同的内存中，所以两次count的值都是 1 ，而不是 1,2 。
fpid=fork();
if (fpid < )
printf("error in fork!");
else if (fpid == ) {
printf("i am the child process, my process id is %d、n",getpid());
printf("我是爹的儿子\n");//对某些人来说中文看着更直白。
count++;
}
else {
printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
printf("我是孩子他爹\n");
count++;
}
printf("统计结果是: %d\n",count);
return ;
}
运行结果：
在for之前只有一个进程执行代码，但是在fork之后就会再创建一个进程去同时执行这段代码。
程序通过fork的返回值fpid判断是子进程还是父进程，还是创建进程失败。
fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID； //相当于父进程指向自己的子进程，而子进程没有孩子进程可以指向。
2）在子进程中，fork返回0；
3）如果出现错误，fork返回一个负值；
fork出错可能有两种原因：
1）当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN。
2）系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM。
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i=;
printf("i son/pa ppid pid fpid\n");
//ppid指当前进程的父进程pid
//pid指当前进程的pid,
//fpid指fork返回给当前进程的值
for(i=;i<;i++){
pid_t fpid=fork();
if(fpid==)
printf("%d child %4d %4d %4d\n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d\n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return ;
}
1. 在执行第一个循环时：
pid=5944 的进程 ，创建了 一个子进程 5945
2. 第二次循环中：
5944 的进程穿件了 pid=5946的子进程
5945 的进程作为父进程创建了 pid=5947 的子进程
p5947的父进程 应该是 5945 ，但是 这时 5945进程肯能已经死亡。 （具体原因自己还没有弄明白，如需深入学习可以见参考资料）
进程间通信： 管道及无名管道
竞争条件：两个或者多个进程读写某些共享数据，而最后的结果取决于进程的运行的精确时序，称为竞争条件。（把条件理解成情况，竞争情况，貌似更加容易理解一些=。=）
互斥：互斥是一种手段，它使共享数据的进程无法同时对其共享的数据进行处理
临界区：即访问共享内存的程序片。也就是说，通过合理的安排，使得两个进程不可能同时处在临界区中，就能避免竞争条件。满足一下四个条件
a/ 任何两个进程不能同时处于临界区
b/ 不应对cpu速度和数量做任何假设
c/ 临界区外运行的进程不得阻塞其他进程
d/ 不得使进程无限期的等待进入临界区
忙等待互斥的几种实现方法
a/ 屏蔽中断：屏蔽中断之后cpu不会被切换到其他进程，他就可以检查和修改共享内存，而不必担心其他进程的进入。
缺点：多核的系统无效（其他进程任然可以占用其他的CPU继续访问公共内存）
用户程序来控制中断会很危险（使想一下，一个进程屏蔽中断后不再打开中断，那你的系统就GG了）
结论：屏蔽中断对系统本身是一项很有用的技术，但对用户进程不是一种合适的通用互斥机制。
b/ 锁变量：屏蔽中断的软件实现机制。
假定一个共享（锁）变量，初值为0，代表临界区内无进程，进程进入临界区后将其改变为1，代表临界区内有进程；倘若进程在进入临界区之前，
锁变量值为1，该进程将等待其值变为0。未能实现的原因：与假脱机目录的疏漏一样，如果一个进程进入临界区，但是在它把锁变量置1之前被中断，另一
个进程进入临界区后将0置1，这样， 当前一个进程再次运行时它也将锁变量置1，这样临界区内依然存在两 个进程。
c/严格轮换原理：共享turn变量，用来记录轮到那个进程进入临界区。
当turn=0时，只有进程0能进入临界区，进程0在离开临界区前将turn置1，从而标志，轮到进程1进入临界区。
缺点：严格地轮换，可能导致临界区外的进程阻塞需要进入临界区的进程（例如：当turn=0时，意味着只有进程0能进入临界区，这时如果进程
0还要100年才会退出临界区，而进程1需要马上进入，那进程1还要白白等100 年.）
总结：当一个进程比另一个进程慢了许多的情况下，不宜用这种方式。
d/ Peterson解法
这是Peterson本人发明的一种简单的互斥算法。
#define FALSE 0
#define TRUE 0
#define N 2
int turn ; //当前轮转到那个进程
int intre[N]; //初始化置为false，即没有在临界区等待读写共享数据的
void enter_region(int process){ int other ; other = -process; intre[process] = TRUE; turn = process; while(turn==process&&intre[other]==TRUE)
; //一直循环，直到other进程退出临界区
} void leave_process(int process){ intre[process] = FALSE; }
我们分情况跑一遍程序：
a、进程0通过调用enter_region()进入临界区，此时1也想调用enter_region() 来进入临界区，但interested[0]为TRUE，因此被while循环挂起，当进程0出临
界区时调用leave_region()，将interested[0]设为FALSE，进程1即可及时进入临界 区。
b、当进程0在调用enter_region()过程的任意时刻被中断，进程1进入临界区 后进程0再次进行时，依然会被挂起。（实际上while循环体中的两条判断句就
保证了，当一个进程在临界区中时，另一个想进入临界区的进程必然会被挂起）。
信号量
编程步骤：
b/ 创建一个双通道的管道通信
插播一个知识点：
1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据.
2)返回的值小于0,此时出现了错误.我们要根据错误类型来处理. 如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误. 如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接).
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h> #define MAX 100 int child_work(int pfd,char *fname)
{
int n,fd;
char buf[MAX]; if((fd = open(fname,O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC,)) < )
{
fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",fname,strerror(errno));
return -;
} while( n = read(pfd,buf,sizeof(buf)) )
{
write(fd,buf,n);
} close(pfd); return ;
} int father_work(int pfd,char *fname)
{
int fd,n;
char buf[MAX]; if((fd = open(fname,O_RDONLY)) < )
{
fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",fname,strerror(errno));
return -;
} while(n = read(fd,buf,sizeof(buf)))
{
write(pfd,buf,n);
} close(pfd); return ;
} int main(int argc,char *argv[])
{
int pid;
int fd[]; if(argc < )
{
fprintf(stderr,"usage %s argv[1] argv[2].\n",argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
} if(pipe(fd) < )
{
perror("Fail to pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
} if((pid = fork()) < )
{
perror("Fail to fork");
exit(EXIT_FAILURE); }else if(pid == ){ close(fd[]);
child_work(fd[],argv[]); }else{ close(fd[]);
father_work(fd[],argv[]);
wait(NULL);
} exit(EXIT_SUCCESS);
}
子进程： 读取 管道中的数据进入buf，然后将buf中的数据写入到 file2中去
父进程： 从file1中读取数据，然后写进管道中给子进程去读
int mkfifo(const char * path_name ,mode_t mode);
该函数的第一个参数是一个普通的路劲名，也就是创建后FIFO的名字。第二个参数与打开普通文件的open()函数中的mode参数相同。如果mkfifo的一个参数是一个已经存在路劲名时，会返回EEXIST错误，
所以一般典型的调用代码首先会检查是否返回该错误，如果确实返回该错误，那么只要调用打开FIFO的函数就可以了。
创建管道成功后，可使用open()、read()和write()等函数。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> int main(int argc,char *argv[])
{
int fd; if(argc < )
{
fprintf(stderr,"usage : %s argv[1].\n",argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
} if(mkfifo(argv[],) < && errno != EEXIST)
{
fprintf(stderr,"Fail to mkfifo %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} if((fd = open(argv[],O_WRONLY)) < )
{
fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("open for write success.\n"); return ;
}
open for read
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> int main(int argc,char *argv[])
{
int fd; if(argc < )
{
fprintf(stderr,"usage : %s argv[1].\n",argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
} if(mkfifo(argv[],) < && errno != EEXIST)
{
fprintf(stderr,"Fail to mkfifo %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} if((fd = open(argv[],O_RDONLY)) < )
{
fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("open for read success.\n"); return ;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> #define MAX 655360 int main(int argc,char *argv[])
{
int n,fd,i;
char buf[MAX]="i am the buf in write";
// string temp ;
if(argc < )
{
fprintf(stderr,"usage : %s argv[1].\n",argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
} if(mkfifo(argv[],) < && errno != EEXIST)
{
fprintf(stderr,"Fail to mkfifo %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} if((fd = open(argv[],O_WRONLY )) < )
{
fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("open for write success.\n"); while()
{
printf(">");
int i=;
while((buf[i]=getchar())!='\n')
i++;
// scanf("%s",&temp);
// for(i=0;i<sizeof(temp);i++)
// buf[i]=temp[i];
n = write(fd,buf,i);
printf("write %d bytes.\n",n);
} exit(EXIT_SUCCESS);
}
read from fifo
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> #define MAX 20 int main(int argc,char *argv[])
{
int fd,n,i;
char buf[MAX]; if(argc < )
{
fprintf(stderr,"usage : %s argv[1].\n",argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
} if(mkfifo(argv[],) < && errno != EEXIST)
{
fprintf(stderr,"Fail to mkfifo %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} if((fd = open(argv[],O_RDONLY )) < )
{
fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",argv[],strerror(errno));
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("open for read success.\n"); while()
{
printf(">");
scanf("%d",&n); n = read(fd,buf,n); printf("Read %d bytes.\n",n);
for(i=;i<;i++)
printf("%c",buf[i]);
printf("\n"); } exit(EXIT_SUCCESS);
}
将write to fifo 部分中，输入一个字符串进入到buf中，再将buf中这个字符串写入到 fifo中，另一个进程再从fifo中读出数据
可以将这两个程序运行，然后输入read和write FIFO大小就可以看到效果。
参考资料：
http://blog.csdn.net/w616589292/article/details/50957456
http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/08/31/2664896.html#3311781