Linux进程及进程通讯

一、进程特点及关键字。

1. 基础

【概念】一个具有一定独立功能的程序的一次运行。

【特点】动态性,并发性,独立性,异步性。

【状态】就绪,执行,阻塞。

2. 几个关键字

【PID/PPID】标示进程的唯一数字,PPID特指父进程ID。

【UID】启动进程用户。

3. 临界资源与临界区

【临界资源】资源只允许指定数量的进程同时访问。

【临界区】进程中访问临界资源的代码。

【进程同步】并发进程按照一定顺序执行的过程。

4. 进程调度——按照一定的算法从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU运行。

【调度方式】抢占式,非抢占式

【常用算法】FIFO,短进程优化,高优先级优化,时间片轮。

二、Linux 进程创建及管理。

1. Linux进程ID的获取:

直接使用:getpid( )/getppid( )函数

2. Linux进程的创建与增加

新的程序就是一个新的进程,在进程中增加进程一般使用两个函数:fork( ) / vfork( ) 都是增加新的线程。

3. fork( ) 函数的特点说明:

【返回值】 双返回值,子进程返回0,父进程返回子进程PID,在实际使用时,常在程序中增加对返回值的判断,分别书写父子进程的代码:

代码例程:

pid = fork()
if(pid == 0)
{
    // 执行子进程代码
}
else
{
   // 执行子进程代码
}

【特点】 在子进程中会复制父进程的数据段,堆,栈及运行fork( )后续代码。

4. vfork( )函数与fork使用方法类似,区别如下:

【共享】vfork( )增加的子进程共享父进程的所有数据,即:同时操作同一数据。

【执行顺序】先子后父。fork( )随机执行,一般根据程序特点,父进程在执行,新建的子进程在就绪态。

5. exec程序族。

可以更新新进程的执行内容,可以调用已经完成的可执行代码,具体应用后续补充。

三、Linux 进程间通讯(IPC)。

1. 关键字

【目的】数据传输,资源共享,通知事件,进程控制。

【来源】Unix进程通讯,System V ,POSIX(可移植操作系统接口)

【包含方式】管道(有名,无名),信号,消息队列,共享内存,信号量,套接字,一共【六】个。

2. 无名管道:以两个文件的方式进行父子进程通讯。

【函数】int pipe( int fileds[2]);

【说明】fileds[0]为读,fileds[1]为写,必须在fork( )函数之前调用pipe()。

【操作】按照文件的方式进行的读写操作,关闭也是直接使用close( )函数关闭对应的文件即可。

3. 有名管道:以一个文件方式进行通讯

【函数】int mkfifo(const char* pathname,mode_t mode); 

【说明】

a. pathname 为文件名,

b. mode可以使用创建文件类似的参数,

c. mode 包含有O_NONBLOCK时,空管道不阻塞等待,直接错误返回:errno = ENXIO

【操作】按照文件操作方式进行读写,关闭等操作。

4. 信号:采取指定的信号进行通讯。

【常用信号】

SIGINT,SIGQIUT

【发送信号】

int kill(pid_t pid,int sgo); // 发送信号到制定进程

int raise (int sgo) ;//对本进程发送信号。

unsigned int alarm (unsigned int second); // 指定多少秒之后给本进程发送SIGALARM。

【处理方式】忽略(SIGKILL和SIGSTOP不能忽略);执行客户指定动作;执行系统默认动作。

【pause函数】等待直到收到信号

【信号处理函数】

void(*signal(int sigo,void(*func)(int)))(int);

若是定义:typedef void(*sighander_t)(int)

则函数转为:sighander_t signal(int signum, sighander_t hadler);

【FUN的值为】

SIG_IGN:忽略。

SIG_DFL:default 

用户自定义函数名:

5. 消息队列:采用队列的方式进行数据通讯

【得到key值】:key_t ftok (char* pathname,char proj);


【创建消息队列】int msgget (key_t key ,int msgflag);

【说明】

a. IPC_CREAT 创建新的消息队列

b. IPC_EXCL 存在是返回错误与IPC_CREAT 同时使用。

c.IPC_NOWAIT 不阻塞进程。

d. key无对应值且flag为:IPC_CREAT 或key =IPC_PRIVATE两种方式创建新的消息队列。

【发送消息】int msgsnd(int msqid ,struct msgbuf* msgp,int msgsz,int msgflag);

【消息格式】

struct msgbuf
	{
		long mtyped;/*消息类型*/
		char mtext[0];/*消息数据首地址*/
	};

【接收数据】:int msgrcv(inr msqid,struct msgbuf* msgbuf, int msgsz,long msgtype,int msgflag);

 

6. 共享内存:采取内存映射共享的方式

【创建函数】int shmget(key_t key int size int shmflg);//

【说明】

a. key为IPC_PRIVATE 创建新的内存,

b. key为0,shmflg 为IPC_PRIVATE时也创建新的内存

c. size 为大小。


【映射函数】void* shmat ( int shmid ,char* shmaddr,int flag);

【说明】

a. shmid 为shell内存的标示符

b. flag 一般为0

c. shmaddr 填0时,系统自动分配映射地址(建议使用)。

d. 返回映射地址。


【解除映射】int shmdt(char*shmaddr);

【说明】

参数为上述返回参数

【操作】 使用memcpy等一系列memory操作函数即可。

7. 信号量:采取信号量来控制对临界资源的使用

【二值信号量】最多允许单进程访问。

【计数信号量】允许多进程同时访问。

【创建信号量】int semget(key_t key,int nsems,int semflag)

【操作】int semop(int semid , struct semops * sops,usigned nsops);

8. 套接字(用于网络进程通讯):


四、其他注意事项:

1. 管道,信号,消息队列为1次性通讯,数据被接收后就会被删除。

2. 信号量作为控制进程的访问的通讯方式。

五、应用说明:

        后续补充。


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