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1、目 录Linux环境进程间通信（一）: 管道及有名管道21、 管道概述及相关API应用21.1 管道相关的关键概念21.2管道的创建31.3管道的读写规则31.4管道应用实例71.5管道的局限性92、 有名管道概述及相关API应用102.1 有名管道相关的关键概念102.2有名管道的创建102.3有名管道的打开规则102.4有名管道的读写规则102.5有名管道应用实例14Linux环境进程间通信（二）: 信号（上）171、信号及信号来源172、信号的种类18（1）可靠信号与不可靠信号18（2）实时信号与非实时信号193、进程对信号的响应194、信号的发送195、信号的安装（设置信号关联动作）2
2、16、信号集及信号集操作函数：247、信号阻塞与信号未决25Linux环境进程间通信（二）: 信号（下）271、信号生命周期272、信号编程注意事项293、深入浅出：信号应用实例30Linux环境进程间通信（三）: 消息队列361、消息队列基本概念372、操作消息队列383、消息队列的限制414、消息队列应用实例41Linux环境进程间通信（四）: 信号灯471、信号灯概述472、Linux信号灯473、信号灯与内核484、操作信号灯485、信号灯的限制516、竞争问题527、信号灯应用实例52Linux环境进程间通信（五）: 共享内存（上）581、内核怎样保证各个进程寻址到同一个共享内存区域
3、的内存页面58推荐精选2、mmap()及其相关系统调用593、mmap()范例604、对mmap()返回地址的访问64Linux环境进程间通信（五）: 共享内存（下）671、系统V共享内存原理672、系统V共享内存API683、系统V共享内存限制694、系统V共享内存范例69Linux环境进程间通信（六）: 套接口731、背景知识732、重要数据结构74（1）表示套接口的数据结构struct socket74（2）描述套接口通用地址的数据结构struct sockaddr74（3）描述因特网地址结构的数据结构struct sockaddr_in（这里局限于IP4）753、套接口编程的几个重要步
4、骤75（1）创建套接口，由系统调用socket实现75（2）绑定地址76（3）请求建立连接（由TCP客户发起）76（4）接受连接请求（由TCP服务器端发起）76（5）通信77（6）通信的最后一步是关闭套接口784、典型调用代码78（1）典型的TCP服务器代码78（2）典型的TCP客户代码795、网络编程中的其他重要概念80推荐精选Linux环境进程间通信（一）: 管道及有名管道郑彦兴()国防科大计算机学院简介：在本系列序中作者概述了 linux 进程间通信的几种主要手段。其中管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一，管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除
5、具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。 认清管道和有名管道的读写规则是在程序中应用它们的关键，本文在详细讨论了管道和有名管道的通信机制的基础上，用实例对其读写规则进行了程序验证，这样做有利于增强读者对读写规则的感性认识，同时也提供了应用范例。1、 管道概述及相关API应用1.1 管道相关的关键概念管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特点： 管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道； 只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）； 单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普
6、通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。 数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。1.2管道的创建#include int pipe(int fd2)该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，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亲缘关系，这里的亲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）。1.3管道的读写规则
7、管道两端可分别用描述字fd0以及fd1来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读，由描述字fd0表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd1来表示，称其为管道写端。如果试图从管道写端读取数据，或者向管道读端写入数据都将导致错误发生。一般文件的I/O函数都可以用于管道，如close、read、write等等。推荐精选从管道中读取数据： 如果管道的写端不存在，则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0； 当管道的写端存在时，如果请求的字节数目大于PIPE_BUF，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF，则返回管道中现有数
8、据字节数（此时，管道中数据量小于请求的数据量）；或者返回请求的字节数（此时，管道中数据量不小于请求的数据量）。注：（PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定义，不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少为512字节，red hat 7.2中为4096）。关于管道的读规则验证： /* * readtest.c * */#include #include #include main()int pipe_fd2;pid_t pid;char r_buf100;char w_buf4;char* p_wbuf;int r_num;int cmd;me
9、mset(r_buf,0,sizeof(r_buf);memset(w_buf,0,sizeof(r_buf);p_wbuf=w_buf;if(pipe(pipe_fd)0)close(pipe_fd0);/readstrcpy(w_buf,111);if(write(pipe_fd1,w_buf,4)!=-1)printf(parent write overn);close(pipe_fd1);/writeprintf(parent close fd1 overn);sleep(10); /* * 程序输出结果： * parent write over * parent close fd1
10、over * read num is 4 the data read from the pipe is 111 * 附加结论： * 管道写端关闭后，写入的数据将一直存在，直到读出为止. */ 向管道中写入数据： 向管道中写入数据时，linux将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将一直阻塞。注：只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIFPIPE信号，应用程序可以处理该信号，也可以忽略（默认动作则是应用程序终止）。对管道的写规则的验证1：写端对读端存在的依
11、赖性#include #include main()int pipe_fd2;pid_t pid;char r_buf4;char* w_buf;int writenum;int cmd;推荐精选memset(r_buf,0,sizeof(r_buf);if(pipe(pipe_fd)0)sleep(1); /等待子进程完成关闭读端的操作close(pipe_fd0);/writew_buf=111;if(writenum=write(pipe_fd1,w_buf,4)=-1)printf(write to pipe errorn);elseprintf(the bytes write to
12、pipe is %d n, writenum);close(pipe_fd1);则输出结果为： Broken pipe,原因就是该管道以及它的所有fork()产物的读端都已经被关闭。如果在父进程中保留读端，即在写完pipe后，再关闭父进程的读端，也会正常写入pipe，读者可自己验证一下该结论。因此，在向管道写入数据时，至少应该存在某一个进程，其中管道读端没有被关闭，否则就会出现上述错误（管道断裂,进程收到了SIGPIPE信号，默认动作是进程终止）对管道的写规则的验证2：linux不保证写管道的原子性验证#include #include #include main(int argc,char*argv)int pipe_fd2;pid_t pid;char r_buf4096
