課件資源等6進(jìn)程間通信ipcv

1、LinuxLinux進(jìn)程間通信進(jìn)程間通信講師：朱景堯C語言語言C+語言語言 傳智播客傳智播客 高薪就業(yè)高薪就業(yè)ContentsContents無名管道無名管道 有名管道有名管道共享內(nèi)存共享內(nèi)存 123共享庫共享庫so 第一章第一章 無名管道無名管道u無名管道u無名管道是半雙工的，就是對(duì)于一個(gè)管道來講，只能讀，或者寫。u無名管道只能在相關(guān)的、有共同祖先的進(jìn)程間使用。u一個(gè)fork或者exec調(diào)用創(chuàng)建的子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的文件描述符。第一章第一章 無名管道無名管道u打開和關(guān)閉管道。uint pipe(int filedes2);u在你從一個(gè)管道中讀出或者寫入數(shù)據(jù)，這個(gè)管道必須存在。u如果成功建立了

2、管道，則會(huì)打開兩個(gè)文件描述符，并把它們的值保存在一個(gè)整數(shù)數(shù)組中。u第一個(gè)文件描述符用于讀取數(shù)據(jù)，第二個(gè)文件描述符用于寫入數(shù)據(jù)。u如果出錯(cuò)返回-1，同時(shí)設(shè)置errnou關(guān)閉一個(gè)管道用close（）函數(shù)第一章第一章 無名管道無名管道u讀寫管道。u讀寫管道與讀寫普通文件方式一樣，調(diào)用write與read函數(shù)即可。u幾乎不會(huì)在一個(gè)進(jìn)程中打開一個(gè)管道僅供進(jìn)程自己使用，管道是用來交換數(shù)據(jù)的。u因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程已經(jīng)能夠訪問它要通過管道共享的數(shù)據(jù)，和自己共享數(shù)據(jù)是沒有意義的。u試圖對(duì)一個(gè)管道的兩端進(jìn)行讀寫操作是一個(gè)嚴(yán)重的錯(cuò)誤。第一章第一章 無名管道無名管道u讀寫無名管道的例子。int main(int arg,

3、char * args)int fd2;char buf100;int len;pipe(fd);memset(buf, 0, sizeof(buf);int pid = fork();if (pid = 0)close(fd1);while(len = read(fd0, buf, sizeof(buf) 0)write(STDOUT_FILENO, buf, len);close(fd0);elseclose(fd0);strcpy(buf, hello worldn);write(fd1, buf, sizeof(buf);close(fd1);waitpid(pid, NULL, 0)

4、;return 0;ContentsContents無名管道無名管道 有名管道有名管道共享內(nèi)存共享內(nèi)存 123共享庫共享庫so 第二章第二章 有名管道有名管道u有名管道（FIFO）。u有名管道是持久穩(wěn)定的。u它們存在于文件系統(tǒng)中。uFIFO比無名管道作用更大，因?yàn)樗鼈兡茏専o關(guān)聯(lián)的進(jìn)程之間交換數(shù)據(jù)。u一個(gè)shell命令可以建立有名管道umkfifo option nameumkfifo創(chuàng)建一個(gè)名為name的有名管道第二章第二章 有名管道有名管道umkfifo fifo1。u創(chuàng)建一個(gè)有名管道fifo1。ucat fifo1。u將ls命令輸出的結(jié)果寫入fifo1中第二章第二章 有名管道有名管道u創(chuàng)建

5、fifo。uint mkfifo(const char *pathname, mode_t mode)u函數(shù)執(zhí)行成功返回0，否則返回-1，并設(shè)置變量errno。第二章第二章 有名管道有名管道umkfifo函數(shù)例子。u八進(jìn)制數(shù)0666轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后為110110110，代表讀寫權(quán)限為rw-rw-rw-int main(int arg, char *args)mkfifo(fifo1, 0666);return 0;第二章第二章 有名管道有名管道u刪除fifo。uint unlink(const char *pathname);u函數(shù)執(zhí)行成功返回0，否則返回-1，并設(shè)置變量errno。第二章第二章

6、 有名管道有名管道uunlink函數(shù)例子。int main(int arg, char * args)int i = unlink(fifo1);if (i = -1)printf(strerror(errno);return 0;第二章第二章 有名管道有名管道u打開和關(guān)閉FIFO。uint open(const char *pathname, int flags);uint close(int fd);uLinux的一切都是文件這一抽象概念的優(yōu)勢(shì)，打開和關(guān)閉FIFO和打開關(guān)閉一個(gè)普通文件操作是一樣的。uFIFO的兩端使用前都必須要打開。uopen中如果參數(shù)flags為O_RDONLY將阻塞o

7、pen調(diào)用，一直到另一個(gè)進(jìn)程為寫入數(shù)據(jù)打開FIFO為止。相同的，O_WRONLY也導(dǎo)致阻塞一直到為讀出數(shù)據(jù)打開FIFO為止。第二章第二章 有名管道有名管道u讀FIFO例子u寫FIFO例子int main(int arg, char * args)int len = 0;char buf100;memset(buf, 0, sizeof(buf);int fd = open(fifo1, O_RDONLY);while (len = read(fd, buf, sizeof(buf) 0)printf(%sn, buf);close(fd);return 0;int main(int arg,

8、char * args)int len = 0;char buf100;memset(buf, 0, sizeof(buf);int fd = open(fifo1, O_WRONLY);while(1)scanf(%s, buf);if (buf0 = 0)break;write(fd, buf, sizeof(buf);close(fd);return 0;ContentsContents無名管道無名管道 有名管道有名管道共享內(nèi)存共享內(nèi)存 123共享庫共享庫so 第三章第三章 共享內(nèi)存共享內(nèi)存u共享內(nèi)存是由內(nèi)核出于在多個(gè)進(jìn)程間交換信息的目的而留出的一塊內(nèi)存區(qū)（段）。u如果段的權(quán)限設(shè)置恰當(dāng)，

9、每個(gè)要訪問該段內(nèi)存的進(jìn)程都可以把它映像到自己的私有地址空間中。u如果一個(gè)進(jìn)程更新了段中的數(shù)據(jù)，其他進(jìn)程也立即會(huì)看到更新。u由一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建的段，也可以由另一個(gè)進(jìn)程讀寫。u每個(gè)進(jìn)程都把它自己對(duì)共享內(nèi)存的映像放入自己的地址空間。第三章第三章 共享內(nèi)存共享內(nèi)存u創(chuàng)建共享內(nèi)存區(qū)。u#include u#include uint shmget(key_t key, size_t size, int shm-flg);u參數(shù)key既可以是IPC_PRIVATE，也可是是ftok函數(shù)返回的一個(gè)關(guān)鍵字。u參數(shù)size指定段的大小。u參數(shù)flagsu八進(jìn)制數(shù)，0 xxx。轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后分別代表rw-rw-rw-u

10、shmget成功返回段標(biāo)示符，失敗返回-1。第三章第三章 共享內(nèi)存共享內(nèi)存u創(chuàng)建共享內(nèi)存區(qū)。uint main(int arg, char * args)uuint shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 1024, 0666);uif (shmid 1)shmid = atoi(args1);shmbuf = shmat(shmid, 0, 0);sleep(60);shmdt(shmbuf);return 0;第三章第三章 共享內(nèi)存共享內(nèi)存u共享內(nèi)存讀寫例子。int main(int arg, char * args)char *shmbuf;int shmid = 0;i

11、f (arg 2)shmid = atoi(args1);shmbuf = shmat(shmid, 0, 0);if (atoi(args2) = 1) /write shared memscanf(%sn, shmbuf);if (atoi(args2) = 2) /read shared memprintf(%sn, shmbuf);shmdt(shmbuf);return 0;ContentsContents無名管道無名管道 有名管道有名管道共享內(nèi)存共享內(nèi)存 123共享庫共享庫so 第四章第四章 共享庫共享庫sosouso文件在linux中為共享庫，與windows下的dll類似。us

12、o文件中的函數(shù)可供多個(gè)進(jìn)程調(diào)用，最大可能的提供二進(jìn)制代碼的復(fù)用。u共享庫可以使代碼的維護(hù)工作大大簡化，當(dāng)修正了一些錯(cuò)誤或者添加了新特性的時(shí)候，用戶只需要獲得升級(jí)后的so并安裝他就可以。u注：即使不同的進(jìn)程調(diào)用同一個(gè)so文件，通過共享庫并不能實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間的通訊，因?yàn)橥粋€(gè)so被不同進(jìn)程加載加載到不同的內(nèi)存空間。第四章第四章 共享庫共享庫sosouso文件編譯方法uso文件的源文件中不需要有main函數(shù)，即使有也不會(huì)被執(zhí)行。u編譯的時(shí)候gcc需要加-fPIC選項(xiàng)，這可以使gcc產(chǎn)生與位置無關(guān)的代碼。u連接的時(shí)候gcc使用-shared選項(xiàng)，指示生成一個(gè)共享庫文件。u共享庫文件名要以lib開頭，擴(kuò)

13、展名為.so。第四章第四章 共享庫共享庫sosou編寫so的例子。utest.c源文件int max(int a, int b)if (a b)return a;elsereturn b;int add(int a, int b)return a + b;第四章第四章 共享庫共享庫sosou 編寫so的例子。u test.h頭文件#ifndef TEST_H_#define TEST_H_int max(int a, int b);int add(int a, int b);#endif /* TEST_H_ */第四章第四章 共享庫共享庫sosou編寫so的例子。umakefile.SUFF

14、IXES:.c .oCC=gccSRCS=test.cEXEC=libtest.soOBJS=$(SRCS:.c=.o)start:$(OBJS)$(CC) -shared -o $(EXEC) $(OBJS) .c.o:$(CC) -g -fPIC -o $ -c $clean:rm -f $(OBJS)第四章第四章 共享庫共享庫sosouso文件使用方法u為了讓linux能找到so文件的位置，需要在.bash_profile中添加export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.u或者將so文件放入linux的系統(tǒng)目錄/usr/lib/u在c文件中使用so文

15、件，首先需要 #inluce相關(guān)h文件。ugcc連接時(shí)添加 L參數(shù)指明so文件存放路徑,-l參數(shù)指明so文件名u以libtest.so文件在當(dāng)前路徑下舉例ugcc -L. -ltest -o a a.ou其中-L.意思為在當(dāng)前路徑下尋找so文件u-ltest意思為要鏈接libtest.so這個(gè)庫文件u-o a 意思為編譯后的可執(zhí)行文件名為第四章第四章 共享庫共享庫sosou調(diào)用so的例子。ua.c#include test.h#include int main() printf(%dn, max(4, 5); printf(%dn, add(4, 5); return 0;第四章第四章 共享庫

16、共享庫sosou調(diào)用so的例子。umakefile.SUFFIXES:.c .oCC=gccSRCS=a.cEXEC=aOBJS=$(SRCS:.c=.o)start:$(OBJS) $(CC) -L. -ltest -o $(EXEC) $(OBJS) .c.o: $(CC) -o $ -c $clean: rm -f $(OBJS)第四章第四章 共享庫共享庫sosou當(dāng)我們?cè)赾pp文件中包含test.h文件，用g+鏈接libtest.so這個(gè)庫時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)：u(.text+0 x19): undefined reference to max(int, int)u(.text+0 x3d): u

17、ndefined reference to add(int, int)u為了使我們編寫的so文件同時(shí)可以被C或者C+調(diào)用，我們需要修改一下h文件中的函數(shù)申明部分。u增加帶有_cplusplus的預(yù)編譯指令。u_cplusplus是c+編譯器預(yù)定義的一個(gè)宏，比如用g+的時(shí)候這個(gè)宏就被提前定義了第四章第四章 共享庫共享庫sosou 編寫so的例子。u test.h頭文件u 如果是c+編譯器會(huì)默認(rèn)定義_cplusplus這個(gè)宏。u 當(dāng)使用gcc編譯的時(shí)候產(chǎn)生如下結(jié)果：u int max(int a, int b);u int add(int a, int b);u 當(dāng)使用g+編譯的時(shí)候，產(chǎn)生如下結(jié)果：u extern Cu int m