嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)：第4章 嵌入式Linux進程間通信

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4.1Linux下進程間通信概述4.2管道通信4.3信號通信4.4信號量4.5共享內(nèi)存4.6消息隊列第4章嵌入式Linux進程間通信2

繼承Unix平臺上進程通信手段集合SystemVIPC(貝爾實驗室)和socket的進程間通信機制(BSD)的優(yōu)勢4.1Linux下進程間通信概述管道、FIFO、信號SystemV消息隊列、信號量、共享內(nèi)存Posix消息隊列、信號量、共享內(nèi)存3

Linux中常用的進程間通信機制管道(Pipe)及有名管道(NamedPipe)信號(Signal):

在軟件層次上對中斷機制的模擬，用于通知進程有某事件發(fā)生。消息隊列(MessageQueue)：消息隊列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊列SystemV消息隊列。它克服了前兩種通信方式中信息量有限的缺點，具有寫權(quán)限的進程可以按照一定的規(guī)則向消息隊列中添加新消息；對消息隊列有讀權(quán)限的進程則可以從消息隊列中讀取消息。4.1Linux下進程間通信概述4

Linux中常用的進程間通信機制共享內(nèi)存(SharedMemory)：它使得多個進程可以訪問同一塊內(nèi)存空間，不同進程可以及時看到對方進程中對共享內(nèi)存中數(shù)據(jù)的更新。這種通信方式需要依靠某種同步機制，如互斥鎖和信號量等。信號量(Semaphore)：主要作為進程之間以及同一進程的不同線程之間的同步和互斥手段。套接字(Socket)：可用于網(wǎng)絡(luò)中不同機器之間的進程間通信4.1Linux下進程間通信概述5

4.2.1管道簡介無名管道它只能用于具有親緣關(guān)系的進程之間的通信（也就是父子進程或者兄弟進程之間）。它是一個半雙工的通信模式，具有固定的讀端和寫端。管道也可以看成是一種特殊的文件，對于它的讀寫也可以使用普通的read()、write()等函數(shù)。但是它不是普通的文件，并不屬于其他任何文件系統(tǒng)，并且只存在于內(nèi)存中.4.2管道通信6

4.2.1管道簡介有名管道(FIFO)它可以使互不相關(guān)的兩個進程實現(xiàn)彼此通信。該管道可以通過路徑名來指出，并且在文件系統(tǒng)中是可見的。在建立了管道之后，兩個進程就可以把它當作普通文件一樣進行讀寫操作，使用非常方便。FIFO嚴格地遵循先進先出規(guī)則，對管道及FIFO的讀總是從開始處返回數(shù)據(jù)，對它們的寫則把數(shù)據(jù)添加到末尾，它們不支持如lseek()等文件定位操作。4.2管道通信7

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道創(chuàng)建和關(guān)閉管道是基于文件描述符的通信方式，當一個管道建立時，它會創(chuàng)建兩個文件描述符fds[0]和fds[1]，其中fds[0]固定用于讀管道，而fd[1]固定用于寫管道，這樣就構(gòu)成了一個半雙工的通道。4.2管道通信8

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用pipe()創(chuàng)建管道可以通過調(diào)用pipe()來實現(xiàn).pipe()語法：4.2管道通信所需頭文件#include<unistd.h>函數(shù)原型intpipe(intfd[2])函數(shù)傳入值管道的兩個文件描述符返回值成功：0出錯：19

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道讀寫：通常先創(chuàng)建一個管道，再調(diào)用fork()函數(shù)創(chuàng)建一子進程，該子進程繼承父進程創(chuàng)建的管道。4.2管道通信10

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道讀寫：為了實現(xiàn)父子進程之間的讀寫，只需把無關(guān)的讀端或?qū)懚说奈募枋龇P(guān)閉即可，如下圖建立的“子進程寫入父進程讀取的通道。4.2管道通信11

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道讀寫注意點：只有在管道的讀端存在時，向管道寫入數(shù)據(jù)才有意義。否則，向管道寫入數(shù)據(jù)的進程將收到內(nèi)核傳來的SIGPIPE信號（通常為Brokenpipe錯誤）。向管道寫入數(shù)據(jù)時，Linux將不保證寫入的原子性，管道緩沖區(qū)一有空閑區(qū)域，寫進程就會試圖向管道寫入數(shù)據(jù)。如果讀進程不讀取管道緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，那么寫操作將會一直阻塞。父子進程在運行時，它們的先后次序并不能保證，因此，在為了保證父子進程已經(jīng)關(guān)閉了相應的文件描述符，可在兩個進程中調(diào)用sleep()函數(shù)，當然這種調(diào)用不是很好的解決方法，在后面學到進程之間的同步與互斥機制之后，請讀者自行修改本小節(jié)的實例程序。4.2管道通信12

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道使用實例：intmain(){ pid_tpid; intpipe_fd[2]; charbuf[MAX_DATA_LEN]; constchardata[]="PipeTestProgram"; intreal_read,real_write; memset((void*)buf,0,sizeof(buf)); if(pipe(pipe_fd)<0)/*創(chuàng)建管道*/ { printf("pipecreateerror\n"); exit(1); }4.2管道通信13

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道使用實例：if((pid=fork())==0)/*創(chuàng)建一子進程*/ { close(pipe_fd[1]); sleep(DELAY_TIME*3); /*子進程讀取管道內(nèi)容*/ if((real_read=read(pipe_fd[0],buf,MAX_DATA_LEN))>0) { printf("%dbytesreadfromthepipeis'%s'\n",real_read,buf); } close(pipe_fd[0]);/*關(guān)閉子進程讀描述符*/ exit(0); }4.2管道通信14

4.2.2無名管道系統(tǒng)調(diào)用管道使用實例： elseif(pid>0) { close(pipe_fd[0]); sleep(DELAY_TIME); if((real_write=write(pipe_fd[1],data,strlen(data)))!=-1) { printf("Parentwrote%dbytes:'%s'\n",real_write,data); } close(pipe_fd[1]);/*關(guān)閉父進程寫描述符*/ waitpid(pid,NULL,0);/*收集子進程退出信息*/ exit(0); }}4.2管道通信15

4.2.3有名管道(FIFO)

有名管道又稱為命名管道，可以使不相關(guān)的進程實現(xiàn)互相通信。FIFO和一般管道的不同主要體現(xiàn)在：命名管道在文件系統(tǒng)中作為一個特殊的設(shè)備文件存在。不同祖先的進程之間可以通過管道共享數(shù)據(jù)。當共享管道的進程執(zhí)行完所有的I/O操作以后，命名管道繼續(xù)保存在文件系統(tǒng)中以便以后使用。4.2管道通信16

4.2.3有名管道(FIFO)通過mkfifo()創(chuàng)建有名管道

mkfifio()函數(shù)基本語法：函數(shù)所需頭文件：#include<sys/types.h> #include<sys/stat.h>函數(shù)原型：intmkfifo(constchar*pathname, mode_tmode);函數(shù)輸入值：pathname為要創(chuàng)建的管道名；第二個參數(shù)mode指明讀寫權(quán)限與方式，可以是O_RDONLY（只讀管道）、O_WRONLY（只寫管道）、O_RDWR（讀寫管道）、O_NONBLOCK（非阻塞方式）、O_CREAT（管道文件不存在，就創(chuàng)建一個新的）、O_EXCL（測試文件是否存在）。函數(shù)返回值：若成功則為0，若出錯返回-14.2管道通信17

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO讀寫一旦已經(jīng)用mkfifo創(chuàng)建了一個FIFO，就可用open打開它。一般的文件I/O函數(shù)（close，read，write，unlink等）都可用于FIFO。

4.2管道通信18

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO讀寫對于讀進程若該管道是阻塞打開，且當前FIFO內(nèi)沒有數(shù)據(jù)，則對讀進程而言將一直阻塞到有數(shù)據(jù)寫入。若該管道是非阻塞打開，則不論FIFO內(nèi)是否有數(shù)據(jù)，讀進程都會立即執(zhí)行讀操作。即如果FIFO內(nèi)沒有數(shù)據(jù)，則讀函數(shù)將立刻返回0。對于寫進程若該管道是阻塞打開，則寫操作將一直阻塞到數(shù)據(jù)可以被寫入。若該管道是非阻塞打開而不能寫入全部數(shù)據(jù)，則寫操作進行部分寫入或者調(diào)用失敗。

4.2管道通信19

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO使用實例采用阻塞式讀寫管道模式。在讀管道的程序里創(chuàng)建管道，要寫入的內(nèi)容通過寫管道程序的main函數(shù)的參數(shù)由用戶輸入；讀管道的程序讀出用戶寫入到管道的內(nèi)容。

4.2管道通信20

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO使用實例——讀管道

4.2管道通信/*fifo_read.c*/#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<errno.h>#include<fcntl.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<limits.h>#defineMYFIFO "/tmp/myfifo" /*有名管道文件名*/#defineMAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF /*定義在limits.h中*/21

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO使用實例——讀管道

4.2管道通信intmain(){ charbuff[MAX_BUFFER_SIZE]; intfd; intnread; if(access(MYFIFO,F_OK)==-1) { if((mkfifo(MYFIFO,0666)<0)&&(errno!=EEXIST)) { printf("Cannotcreatefifofile\n"); exit(1); } }22

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO使用實例——讀管道

4.2管道通信 fd=open(MYFIFO,O_RDONLY); if(fd==-1) { printf("Openfifofileerror\n"); exit(1); } while(1) { memset(buff,0,sizeof(buff)); if((nread=read(fd,buff,MAX_BUFFER_SIZE))>0) { printf("Read'%s'fromFIFO\n",buff); } } close(fd); exit(0);}23

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO使用實例——寫管道

4.2管道通信intmain(intargc,char*argv[]) { intfd; charbuff[MAX_BUFFER_SIZE]; intnwrite; if(argc<=1) { printf("Usage:./fifo_writestring\n"); exit(1); } sscanf(argv[1],"%s",buff);24

4.2.3有名管道(FIFO)FIFO使用實例——寫管道4.2管道通信 fd=open(MYFIFO,O_WRONLY); if(fd==-1) { printf("Openfifofileerror\n"); exit(1); } /*向管道中寫入字符串*/ if((nwrite=write(fd,buff,MAX_BUFFER_SIZE))>0) { printf("Write'%s'toFIFO\n",buff); } close(fd); return0;}25

4.2.4標準流管道與Linux的文件操作中有基于文件流的標準I/O操作一樣，管道的操作也支持基于文件流的模式。這種基于文件流的管道主要是用來創(chuàng)建一個連接到另一個進程的管道，這里的“另一個進程”也就是一個可以進行一定操作的可執(zhí)行文件。4.2管道通信26

4.2.4標準流管道標準流管道函數(shù)說明標準流管道將一系列的創(chuàng)建過程合并到一個函數(shù)popen()中完成，包括以下幾步：創(chuàng)建一個管道；fork()一個子進程；在父子進程中關(guān)閉不需要的文件描述符；執(zhí)行exec函數(shù)族調(diào)用；執(zhí)行函數(shù)中所指定的命令。4.2管道通信27

4.2.4標準流管道popen():創(chuàng)建標準流管道函數(shù)格式：4.2管道通信28

4.2.4標準流管道pclose()：關(guān)閉標準流管道函數(shù)格式：4.2管道通信29

4.2.3標準流管道使用實例：#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<fcntl.h>#defineBUFSIZE1024intmain(){ FILE*fp; char*cmd="ps-ef"; charbuf[BUFSIZE];4.2管道通信30

4.2.3標準流管道使用實例： if((fp=popen(cmd,"r"))==NULL) { printf("Popenerror\n"); exit(1); } while((fgets(buf,BUFSIZE,fp))!=NULL) { printf("%s",buf); } pclose(fp); exit(0);}4.2管道通信31

4.2.3標準流管道類型為“w”，文件指針連接到command的標準輸入?4.2管道通信32

4.3.1信號概述信號是在軟件層次上對中斷機制的一種模擬，是一種異步通信方式，一個進程不必通過任何操作來等待信號的到達。信號可以直接進行用戶空間進程和內(nèi)核進程之間的交互，內(nèi)核進程也可以利用它來通知用戶空間進程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。它可以在任何時候發(fā)給某一進程，而無需知道該進程的狀態(tài)。如果該進程當前并未處于執(zhí)行態(tài)，則該信號就由內(nèi)核保存起來，直到該進程恢復執(zhí)行再傳遞給它；如果一個信號被進程設(shè)置為阻塞，則該信號的傳遞被延遲，直到其阻塞被取消時才被傳遞給進程

4.3信號通信33

4.3.1信號概述信號事件的發(fā)生有硬件來源和軟件來源，最常用的發(fā)送信號的函數(shù)有kill()、raise()、alarm()、setitimer()和sigqueue()等。進程響應信號的方式執(zhí)行缺省操作，Linux對每種信號都規(guī)定了默認操作。忽略信號，即對信號不做任何處理，其中，有兩個信號不能忽略：SIGKILL及SIGSTOP。捕捉信號，定義信號處理函數(shù)，當信號發(fā)生時，執(zhí)行相應的處理函數(shù)。

4.3信號通信34

4.3.1信號概述常見信號及其缺省操作4.3信號通信35

4.3.1信號概述信號的處理包括信號的發(fā)送、捕獲以及信號的安裝：發(fā)送信號：kill()、raise()、alarm()捕獲信號：pause()處理信號：signal()、sigaction()4.3信號通信36

4.3.2信號發(fā)送和捕捉（1）信號發(fā)送：kill和raise函數(shù)系統(tǒng)命令kill只是kill函數(shù)的一個用戶接口。而實際的kill()函數(shù)不僅可以中止進程，也可以向進程發(fā)送其他信號。與kill函數(shù)不同的是，raise()函數(shù)允許進程向自身發(fā)送信號。函數(shù)的基本語法：所需頭文件：#include<sys/types.h>#include<signal.h>函數(shù)原型：intkill(pid_tpid,intsigno);

intraise(intsigno);4.3信號通信37

4.3.2信號發(fā)送和捕捉（1）信號發(fā)送：kill和raise函數(shù)兩個函數(shù)返回值含義一致：若成功則為0，若出錯則為-1函數(shù)的輸入?yún)?shù)：signo為發(fā)送的信號。kill的另一個參數(shù)pid有四種情況：①pid>0將信號發(fā)送給進程ID為pid的進程。②pid==0將信號發(fā)送給所有和pid進程在同一個進程組的進程。③pid==-1將信號發(fā)給所有的進程表中的進程，進程號最大的進程除外。④pid<0將信號發(fā)給進程組號為pid絕對值的所有進程4.3信號通信38

4.3.2信號發(fā)送和捕捉（1）信號發(fā)送實例程序流程使用fork()創(chuàng)建一個子進程；在子進程中調(diào)用raise()函數(shù)向自身發(fā)送SIGSTOP信號，使子進程暫停；在父進程中調(diào)用kill()向子進程發(fā)送SIGKILL信號，結(jié)束子進程。結(jié)束父進程。4.3信號通信39

4.3.2信號發(fā)送和捕捉（1）信號發(fā)送實例intmain(){ pid_tpid; intret; /*創(chuàng)建一子進程*/ if((pid=fork())<0) { printf("Forkerror\n"); exit(1); } if(pid==0) { printf("Child(pid:%d)iswaitingforanysignal\n",getpid()); raise(SIGSTOP); exit(0); }4.3信號通信40

4.3.2信號發(fā)送和捕捉（1）信號發(fā)送實例 else { /*在父進程中收集子進程發(fā)出的信號，并調(diào)用kill()函數(shù)進行相應的操作*/ if((waitpid(pid,NULL,WNOHANG))==0) { if((ret==kill(pid,SIGKILL))==0) printf("Parentkill%d\n",pid); } waitpid(pid,NULL,0); exit(0); }}4.3信號通信41

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號捕捉：alarm()、pause()alarm()也稱為鬧鐘函數(shù)，它可以在進程中設(shè)置一個定時器，當定時器指定的時間到時，它就向進程發(fā)送SIGALARM信號。SIGALRM信號默認動作是終止該進程。與之對應，pause函數(shù)是使調(diào)用進程掛起直至捕捉到一個信號，這個信號通常用來判斷信號是否已到。4.3信號通信42

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號捕捉：alarm()、pause()alarm函數(shù)的基本語法：所需頭文件：#include<unistd.h>函數(shù)原型：unsignedintalarm(unsignedintseconds);函數(shù)的傳入?yún)?shù)seconds的值是秒數(shù)，經(jīng)過了指定的seconds秒后產(chǎn)生信號SIGALRM。函數(shù)返回值：0或以前設(shè)置的鬧鐘時間的余留秒數(shù)。每個進程只能有一個鬧鐘時間。如果在調(diào)用alarm時，已為該進程設(shè)置過鬧鐘時間，則該鬧鐘的余留值作為本次函數(shù)調(diào)用的返回值，并為鬧鐘設(shè)置新值。如果函數(shù)調(diào)用時參數(shù)seconds值為0，則返回剩余時間值并取消鬧鐘。4.3信號通信43

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號捕捉：alarm()、pause()pause函數(shù)的基本語法：所需頭文件：#include<unistd.h>函數(shù)原型：intpause(void);函數(shù)返回值：-1，并將errno設(shè)置為EINTR。4.3信號通信44

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號捕捉：alarm()、pause()#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){ /*調(diào)用alarm定時器函數(shù)*/ intret=alarm(5); pause(); printf("Ihavebeenwakenup.\n"); return0;}4.3信號通信45

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：signal、sigactionsignal()處理信號時，只需要指出要處理的信號和處理函數(shù)即可。它主要是用于前32種非實時信號的處理，不支持信號傳遞信息。4.3信號通信46

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：signal函數(shù)的使用示例#include<signal.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>voidmy_func(intsign_no){ if(sign_no==SIGINT) { printf("IhavegetSIGINT\n"); } elseif(sign_no==SIGQUIT) { printf("IhavegetSIGQUIT\n"); }}4.3信號通信47

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：signal、sigactionintmain(){ printf("WaitingforsignalSIGINTorSIGQUIT...\n"); /*如果收到相應的信號，并跳轉(zhuǎn)到信號處理函數(shù)處*/ signal(SIGINT,my_func); signal(SIGQUIT,my_func); pause(); exit(0);}4.3信號通信48

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：sigactionsigaction()函數(shù)相對于signal()更加健壯。4.3信號通信49

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：sigactionsigaction()函數(shù)中第2個和第3個參數(shù)用到的sigaction結(jié)構(gòu)

structsigaction{ void(*sa_handler)(intsigno); sigset_tsa_mask; intsa_flags; void(*sa_restore)(void);}4.3信號通信50

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：sigactionsa_handler是一個函數(shù)指針，指定信號處理函數(shù)，這里除可以是用戶自定義的處理函數(shù)外，還可以為SIG_DFL（采用缺省的處理方式）或SIG_IGN（忽略信號）。它的處理函數(shù)只有一個參數(shù)，即信號值。sa_mask是一個信號集，它可以指定在信號處理程序執(zhí)行過程中哪些信號應當被屏蔽，在調(diào)用信號捕獲函數(shù)之前，該信號集要加入到信號的信號屏蔽字中。sa_flags中包含了許多標志位，是對信號進行處理的各個選擇項sa_restore:Thesa_restorerelementisobsoleteandshouldnotbeused.POSIXdoesnotspecifyasa_restorerelement.4.3信號通信51

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：sigaction示例intmain(){ structsigactionaction; printf("WaitingforsignalSIGINTorSIGQUIT...\n"); action.sa_handler=my_func;

sigemptyset(&action.sa_mask); action.sa_flags=0; sigaction(SIGINT,&action,0); sigaction(SIGQUIT,&action,0); pause(); return0;}4.3信號通信52

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組處理信號時一般的操作流程：信號的操作流程也說明了信號集函數(shù)組中函數(shù)調(diào)用的先后次序。信號集函數(shù)組包含幾大模塊：創(chuàng)建信號集合、注冊信號處理函數(shù)、檢測信號集。4.3信號通信53

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組創(chuàng)建信號集合用于創(chuàng)建程序用到的信號，它的函數(shù)主要包含以下五個：sigemptyset:初始化信號集合為空；sigfillset:初始化信號集合為所有的信號集合；sigaddset:將指定信號添加到現(xiàn)存集中；sigdelset:從信號集中刪除指定信號；sigismember:查詢指定信號是否在信號集中。4.3信號通信54

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組上述創(chuàng)建信號集函數(shù)語法格式分別為：所需包含頭文件：#include<signal.h>函數(shù)原型：intsigemptyset(sigset_t*set);intsigfillset(sigset_t*set);intsigaddset(sigset_t*set,intsigno);intsigdelset(sigset_t*set,intsigno);以上四個函數(shù)返回值：若成功則為0，若出錯則為-1

intsigismember(constsigset_t*set,intsigno);sigismember函數(shù)返回值：若真則為1，若假則為0；函數(shù)輸入?yún)?shù)：set為信號集；signo為指定信號。4.3信號通信55

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組登記信號集函數(shù)主要用于決定進程如何處理信號。一個進程的信號屏蔽字可以規(guī)定當前阻塞而不能遞送給該進程的信號集。這里首先使用sigprocmask函數(shù)判斷檢測或更改進程的信號屏蔽字，然后使用sigaction函數(shù)改變進程接受到特定信號之后的行為。sigprocmask函數(shù)的語法格式如下：函數(shù)所需頭文件：#include<signal.h>函數(shù)原型：intsigprocmask(inthow,constsigset_t*set,sigset_t*oldset);函數(shù)返回值：若成功則為0，若出錯則為-14.3信號通信56

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組函數(shù)輸入?yún)?shù)how參數(shù)決定函數(shù)的操作方式：SIG_BLOCK：該進程新的信號屏蔽字是其當前信號屏蔽字和set指向信號集的并集。set參數(shù)包含了我們希望阻塞的附加信號，也就是將參數(shù)set指定的信號集設(shè)為阻塞狀態(tài)。SIG_UNBLOCK：從當前的阻塞集合之中刪除一個信號集合SIG_SETMASK：該進程新的信號屏蔽設(shè)為set指向的值。如果set是個空指針，則不改變該進程的信號屏蔽字，how的值也無意義。4.3信號通信57

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組定義信號處理函數(shù)與sigprocmask函數(shù)相對應，sigaction函數(shù)的功能是檢查或修改（或兩者）與進程收到指定信號之后相關(guān)聯(lián)的處理動作。sigaction函數(shù)的基本語法如下：函數(shù)所需的頭文件：#include<signal.h>函數(shù)原型：intsigaction(intsigno,conststructsigaction*act,structsigaction*oldact);函數(shù)返回值：若成功則為0，若出錯則為-14.3信號通信58

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：使用信號集函數(shù)組檢測信號集是信號處理的后續(xù)步驟，但不是必須的。sigpending函數(shù)運行進程檢測“未決“信號（進程不清楚他的存在），并進一步?jīng)Q定對他們做何處理。sigpending函數(shù)的基本語法如下：函數(shù)所需頭文件：#include<signal.h>函數(shù)原型：intsigpending(sigset_t*set);函數(shù)的傳入?yún)?shù)：set為要檢測的信號集。函數(shù)返回值：若成功則為0，若出錯則為-1該函數(shù)將被擱置的信號集由set指針返回。4.3信號通信59

4.3.2信號發(fā)送和捕捉信號的處理：信號集函數(shù)組使用示例

該示例首先把SIGQUIT、SIGINT兩個信號加入信號集，然后將該信號集設(shè)為阻塞狀態(tài)，并進入用戶輸入狀態(tài)。用戶只需按任意鍵，就可以立刻將信號集合設(shè)置為非阻塞狀態(tài)，再對兩個信號分別操作，其中SIGQUIT執(zhí)行默認操作，而SIGINT執(zhí)行用戶自定義函數(shù)的操作。4.3信號通信60

4.4.1信號量概述信號量是用來解決進程之間的同步與互斥問題的一種進程之間通信機制，包括一個稱為信號量的變量和在該信號量下等待資源的進程等待隊列，以及對信號量進行的兩個原子操作（PV操作）。其中信號量對應于某一種資源，取一個非負的整型值。信號量值指的是當前可用的該資源的數(shù)量，若它等于0則意味著目前沒有可用的資源。4.4信號量61

4.4.1信號量概述PV原子操作的具體定義為：P操作：如果有可用的資源（信號量值>0），則占用一個資源（給信號量值減去一，進入臨界區(qū)代碼）;如果沒有可用的資源（信號量值等于0），則被阻塞,直到系統(tǒng)將資源分配給該進程（進入等待隊列，一直等到資源輪到該進程）。V操作：如果在該信號量的等待隊列中有進程在等待資源，則喚醒一個阻塞進程。如果沒有進程等待它，則釋放一個資源（給信號量值加一）。4.4信號量62

4.4.2信號量編程Linux系統(tǒng)中，使用信號量通常分為以下的步驟：第一步：創(chuàng)建信號量或獲得在系統(tǒng)已存在的信號量，此時需要調(diào)用semget()函數(shù)。不同進程通過使用同一個信號量鍵值來獲得同一個信號量。第二步：初始化信號量，此時使用semctl()函數(shù)的SETVAL操作。當使用二維信號量時，通常將信號量初始化為1。第三步：進行信號量的PV操作，此時調(diào)用semop()函數(shù)。這一步是實現(xiàn)進程之間的同步和互斥的核心工作部分。第四步：如果不需要信號量，則從系統(tǒng)中刪除它，此時使用semctl()函數(shù)的IPC_RMID操作。此時需要注意，在程序中不應該出現(xiàn)對已經(jīng)被刪除的信號量的操作。4.4信號量63

4.4.2信號量編程semget()函數(shù)語法:4.4信號量64

4.4.2信號量編程semctl()函數(shù)語法:4.4信號量65

4.4.2信號量編程semop()函數(shù)語法:4.4信號量66

4.4.2信號量編程信號量相關(guān)函數(shù)的封裝4.4信號量/*信號量初始化（賦值）函數(shù)*/intinit_sem(intsem_id,intinit_value){ unionsemunsem_union; sem_union.val=init_value; /*init_value為初始值*/ if(semctl(sem_id,0,SETVAL,sem_union)==-1) { perror("Initializesemaphore"); return-1; } return0;}67

4.4.2信號量編程信號量相關(guān)函數(shù)的封裝4.4信號量/*從系統(tǒng)中刪除信號量的函數(shù)*/intdel_sem(intsem_id){ unionsemunsem_union; if(semctl(sem_id,0,IPC_RMID,sem_union)==-1) { perror("Deletesemaphore"); return-1; }}68

4.4.2信號量編程信號量相關(guān)函數(shù)的封裝4.4信號量/*P操作函數(shù)*/intsem_p(intsem_id){ structsembufsem_b; sem_b.sem_num=0;/*單個信號量的編號應該為0*/ sem_b.sem_op=-1;/*表示P操作*/ sem_b.sem_flg=SEM_UNDO; if(semop(sem_id,&sem_b,1)==-1) { perror("Poperation"); return-1; } return0;}69

4.4.2信號量編程信號量相關(guān)函數(shù)的封裝4.4信號量/*V操作函數(shù)*/intsem_v(intsem_id){ structsembufsem_b; sem_b.sem_num=0;/*單個信號量的編號應該為0*/ sem_b.sem_op=1;/*表示V操作*/ sem_b.sem_flg=SEM_UNDO; if(semop(sem_id,&sem_b,1)==-1) { perror("Voperation"); return-1; } return0;}70

4.4.2信號量編程——示例4.4信號量71

共享內(nèi)存是一種最為高效的進程間通信方式，進程可以直接讀寫內(nèi)