參與評論

評論

登錄后參與評論

全部評論(1條)

• 

  94481877 2009-05-11 00:00:00

  程間通信就是在不同進(jìn)程之間傳播或交換信息，那么不同進(jìn)程之間存在著什么雙方都可以訪問的介質(zhì)呢？進(jìn)程的用戶空間是互相獨立的，一般而言是不能互相訪問的，唯yi的例外是共享內(nèi)存區(qū)。但是，系統(tǒng)空間卻是“公共場所”，所以內(nèi)核顯然可以提供這樣的條件。除此以外，那就是雙方都可以訪問的外設(shè)了。在這個意義上，兩個進(jìn)程當(dāng)然也可以通過磁盤上的普通文件交換信息，或者通過“注冊表”或其它數(shù)據(jù)庫中的某些表項和記錄交換信息。廣義上這也是進(jìn)程間通信的手段，但是一般都不把這算作“進(jìn)程間通信”。因為那些通信手段的效率太低了，而人們對進(jìn)程間通信的要求是要有一定的實時性。 進(jìn)程間通信主要包括管道， 系統(tǒng)IPC(包括消息隊列，信號量，共享存儲)， SOCKET. 管道包括三種:1)普通管道PIPE， 通常有種限制，一是半雙工，只能單向傳輸;二是只能在父子進(jìn)程間使用. 2)流管道s_pipe: 去除了diyi種限制，可以雙向傳輸. 3)命名管道:name_pipe， 去除了第二種限制，可以在許多并不相關(guān)的進(jìn)程之間進(jìn)行通訊. 系統(tǒng)IPC的三種方式類同，都是使用了內(nèi)核里的標(biāo)識符來識別. FAQ1: 管道與文件描述符，文件指針的關(guān)系? 答: 其實管道的使用方法與文件類似，都能使用read，write，open等普通IO函數(shù). 管道描述符來類似于文件描述符. 事實上， 管道使用的描述符， 文件指針和文件描述符Z終都會轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)中SOCKET描述符. 都受到系統(tǒng)內(nèi)核中SOCKET描述符的限制. 本質(zhì)上LINUX內(nèi)核源碼中管道是通過空文件來實現(xiàn). FAQ2: 管道的使用方法? 答: 主要有下面幾種方法: 1)pipe， 創(chuàng)建一個管道，返回2個管道描述符.通常用于父子進(jìn)程之間通訊. 2)popen， pclose: 這種方式只返回一個管道描述符，常用于通信另一方是stdin or stdout; 3)mkpipe: 命名管道， 在許多進(jìn)程之間進(jìn)行交互. FAQ3: 管道與系統(tǒng)IPC之間的優(yōu)劣比較? 答: 管道: 優(yōu)點是所有的UNIX實現(xiàn)都支持， 并且在Z后一個訪問管道的進(jìn)程終止后，管道就被完全刪除;缺陷是管道只允許單向傳輸或者用于父子進(jìn)程之間. 系統(tǒng)IPC: 優(yōu)點是功能強大，能在毫不相關(guān)進(jìn)程之間進(jìn)行通訊; 缺陷是關(guān)鍵字KEY_T使用了內(nèi)核標(biāo)識，占用了內(nèi)核資源，而且只能被顯式刪除，而且不能使用SOCKET的一些機制，例如select，epoll等. FAQ4: WINDOS進(jìn)程間通信與LINUX進(jìn)程間通信的關(guān)系? 答: 事實上，WINDOS的進(jìn)程通信大部分移植于UNIX， WINDOS的剪貼板，文件映射等都可從UNIX進(jìn)程通信的共享存儲中找到影子. FAQ5: 進(jìn)程間通信與線程間通信之間的關(guān)系? 答: 因為WINDOWS運行的實體是線程， 狹義上的進(jìn)程間通信其實是指分屬于不同進(jìn)程的線程之間的通訊.而單個進(jìn)程之間的線程同步問題可歸并為一種特殊的進(jìn)程通信.它要用到內(nèi)核支持的系統(tǒng)調(diào)用來保持線程之間同步. 通常用到的一些線程同步方法包括:Event， Mutex， 信號量Semaphore， 臨界區(qū)資源等. Linux的進(jìn)程間通信（IPC，InterProcess Communication）通信方法有管道、消息隊列、信號量、共享內(nèi)存、套接口等。 管道分為有名管道和無名管道，無名管道只能用于親屬進(jìn)程之間的通信，而有名管道則可用于無親屬關(guān)系的進(jìn)程之間。 #define INPUT 0 #define OUTPUT 1 void main() { int file_descriptors[2]; /*定義子進(jìn)程號 */ pid_t pid; char buf[BUFFER_LEN]; int returned_count; /*創(chuàng)建無名管道*/ pipe(file_descriptors); /*創(chuàng)建子進(jìn)程*/ if ((pid = fork()) == - 1) { printf("Error in fork\n"); exit(1); } /*執(zhí)行子進(jìn)程*/ if (pid == 0) { printf("in the spawned (child) process...\n"); /*子進(jìn)程向父進(jìn)程寫數(shù)據(jù)，關(guān)閉管道的讀端*/ close(file_descriptors[INPUT]); write(file_descriptors[OUTPUT]， "test data"， strlen("test data")); exit(0); } else { /*執(zhí)行父進(jìn)程*/ printf("in the spawning (parent) process...\n"); /*父進(jìn)程從管道讀取子進(jìn)程寫的數(shù)據(jù)，關(guān)閉管道的寫端*/ close(file_descriptors[OUTPUT]); returned_count = read(file_descriptors[INPUT]， buf， sizeof(buf)); printf("%d bytes of data received from spawned process: %s\n"， returned_count， buf); } } 上述程序中，無名管道以int pipe(int filedis[2]);方式定義，參數(shù)filedis返回兩個文件描述符filedes[0]為讀而打開，filedes[1]為寫而打開，filedes[1]的輸出是filedes[0]的輸入； 在Linux系統(tǒng)下，有名管道可由兩種方式創(chuàng)建（假設(shè)創(chuàng)建一個名為“fifoexample”的有名管道）： （1）mkfifo("fifoexample"，"rw"); （2）mknod fifoexample p mkfifo是一個函數(shù)，mknod是一個系統(tǒng)調(diào)用，即我們可以在shell下輸出上述命令。 有名管道創(chuàng)建后，我們可以像讀寫文件一樣讀寫之： /* 進(jìn)程一：讀有名管道*/ void main() { FILE *in_file; int count = 1; char buf[BUFFER_LEN]; in_file = fopen("pipeexample"， "r"); if (in_file == NULL) { printf("Error in fdopen.\n"); exit(1); } while ((count = fread(buf， 1， BUFFER_LEN， in_file)) > 0) printf("received from pipe: %s\n"， buf); fclose(in_file); } /* 進(jìn)程二：寫有名管道*/ void main() { FILE *out_file; int count = 1; char buf[BUFFER_LEN]; out_file = fopen("pipeexample"， "w"); if (out_file == NULL) { printf("Error opening pipe."); exit(1); } sprintf(buf， "this is test data for the named pipe example\n"); fwrite(buf， 1， BUFFER_LEN， out_file); fclose(out_file); } 消息隊列用于運行于同一臺機器上的進(jìn)程間通信，與管道相似； 共享內(nèi)存通常由一個進(jìn)程創(chuàng)建，其余進(jìn)程對這塊內(nèi)存區(qū)進(jìn)行讀寫。得到共享內(nèi)存有兩種方式：映射/dev/mem設(shè)備和內(nèi)存映像文件。前一種方式不給系統(tǒng)帶來額外的開銷，但在現(xiàn)實中并不常用，因為它控制存取的是實際的物理內(nèi)存；常用的方式是通過shmXXX函數(shù)族來實現(xiàn)共享內(nèi)存： int shmget(key_t key， int size， int flag); /* 獲得一個共享存儲標(biāo)識符 */ 該函數(shù)使得系統(tǒng)分配size大小的內(nèi)存用作共享內(nèi)存； void *shmat(int shmid， void *addr， int flag); /* 將共享內(nèi)存連接到自身地址空間中*/ shmid為shmget函數(shù)返回的共享存儲標(biāo)識符，addr和flag參數(shù)決定了以什么方式來確定連接的地址，函數(shù)的返回值即是該進(jìn)程數(shù)據(jù)段所連接的實際地址。此后，進(jìn)程可以對此地址進(jìn)行讀寫操作訪問共享內(nèi)存。 本質(zhì)上，信號量是一個計數(shù)器，它用來記錄對某個資源（如共享內(nèi)存）的存取狀況。一般說來，為了獲得共享資源，進(jìn)程需要執(zhí)行下列操作： （1）測試控制該資源的信號量； （2）若此信號量的值為正，則允許進(jìn)行使用該資源，進(jìn)程將進(jìn)號量減1； （3）若此信號量為0，則該資源目前不可用，進(jìn)程進(jìn)入睡眠狀態(tài)，直至信號量值大于0，進(jìn)程被喚醒，轉(zhuǎn)入步驟（1）； （4）當(dāng)進(jìn)程不再使用一個信號量控制的資源時，信號量值加1，如果此時有進(jìn)程正在睡眠等待此信號量，則喚醒此進(jìn)程。 下面是一個使用信號量的例子，該程序創(chuàng)建一個特定的IPC結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵字和一個信號量，建立此信號量的索引，修改索引指向的信號量的值，Z后清除信號量： #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/sem.h> #include <sys/ipc.h> void main() { key_t unique_key; /* 定義一個IPC關(guān)鍵字*/ int id; struct sembuf lock_it; union semun options; int i; unique_key = ftok("."， 'a'); /* 生成關(guān)鍵字，字符'a'是一個隨機種子*/ /* 創(chuàng)建一個新的信號量集合*/ id = semget(unique_key， 1， IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666); printf("semaphore id=%d\n"， id); options.val = 1; /*設(shè)置變量值*/ semctl(id， 0， SETVAL， options); /*設(shè)置索引0的信號量*/ /*打印出信號量的值*/ i = semctl(id， 0， GETVAL， 0); printf("value of semaphore at index 0 is %d\n"， i); /*下面重新設(shè)置信號量*/ lock_it.sem_num = 0; /*設(shè)置哪個信號量*/ lock_it.sem_op = - 1; /*定義操作*/ lock_it.sem_flg = IPC_NOWAIT; /*操作方式*/ if (semop(id， &lock_it， 1) == - 1) { printf("can not lock semaphore.\n"); exit(1); } i = semctl(id， 0， GETVAL， 0); printf("value of semaphore at index 0 is %d\n"， i); /*清除信號量*/ semctl(id， 0， IPC_RMID， 0); } 套接字通信并不為Linux所專有，在所有提供了TCP/IP協(xié)議棧的操作系統(tǒng)中幾乎都提供了socket，而所有這樣操作系統(tǒng)，對套接字的編程方法幾乎是完全一樣的。 進(jìn)程間通信各種方式效率比較 類型 無連接 可靠 流控制 記錄 消息類型優(yōu)先級

  贊(3)

  回復(fù)(0)

  評論

  評論

  登錄后參與評論