進(jìn)程互斥和信號通信

lockf()函數(shù)lockf用于鎖定或打開鎖定一個(gè)共享文件。將指定文件files的指定區(qū)域進(jìn)行加鎖或解鎖，以解決臨界資源文件的競爭問題。函數(shù)原型 lockf(files,function,size) files是文件描述符。 function是鎖定和解鎖；1表示鎖定，0表示解鎖。 size是鎖定或解鎖的字節(jié)數(shù)，若用0，表示從文件的當(dāng)前位置到文件尾。使用lockf()函數(shù)實(shí)現(xiàn)資源互斥的方法是：…lockf()；操作互斥資源代碼；ulockf();…例如：lockf(stdout,1,0);//stdout是顯示器資源，對顯示器加鎖printf(“childprocess2iskilledbyparent!\n”);//在顯示器上輸出lockf(stdout,0,0);//對顯示器解鎖進(jìn)程通信

Linux中的每個(gè)進(jìn)程有自己的虛擬地址空間，操作系統(tǒng)的一個(gè)最重要的基本管理目的，就是避免進(jìn)程之間的互相影響。但有時(shí)用戶也希望能夠利用兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程的功能完成同一任務(wù)，為此，Linux提供許多機(jī)制，利用這些機(jī)制，進(jìn)程之間可以進(jìn)行通訊并共同完成某項(xiàng)任務(wù)，這種機(jī)制稱為“進(jìn)程間通訊（InterprocessCommunication,IPC）”。Linux下的進(jìn)程通信手段基本上是從Unix平臺(tái)上的進(jìn)程通信手段繼承而來的。Linux下進(jìn)程間通信的主要手段信號（signal）：信號是比較復(fù)雜的通信方式，用于通知接受進(jìn)程有某種事件發(fā)生除了用于進(jìn)程間通信外，進(jìn)程還可以發(fā)送信號給進(jìn)程本身；共享內(nèi)存（SharedMemory）：使得多個(gè)進(jìn)程可以訪問同一塊內(nèi)存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他通信機(jī)制運(yùn)行效率較低而設(shè)計(jì)的。往往與其它通信機(jī)制，如信號量結(jié)合使用，來達(dá)到進(jìn)程間的同步及互斥。消息隊(duì)列（message）：消息隊(duì)列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊(duì)列systemV消息隊(duì)列。有足夠權(quán)限的進(jìn)程可以向隊(duì)列中添加消息，被賦予讀權(quán)限的進(jìn)程則可以讀走隊(duì)列中的消息。消息隊(duì)列克服了信號承載信息量少，管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點(diǎn)。信號量（semaphore）：主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程不同線程之間的同步手段。管道（pipe）及有名管道（namedpipe）：管道可用于具有親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信，有名管道克服了管道沒有名字的限制，允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。信號的概念軟中斷信號（signal，又簡稱為信號）用來通知進(jìn)程發(fā)生了異步事件。進(jìn)程之間可以互相通過系統(tǒng)調(diào)用kill發(fā)送軟中斷信號。內(nèi)核也可以因?yàn)閮?nèi)部事件而給進(jìn)程發(fā)送信號，通知進(jìn)程發(fā)生了某個(gè)事件。注意，信號只是用來通知某進(jìn)程發(fā)生了什么事件，并不給該進(jìn)程傳遞任何數(shù)據(jù)。收到信號的進(jìn)程對各種信號有不同的處理方法?？梢苑譃槿悾侯愃浦袛嗟奶幚沓绦颍瑢τ谛枰幚淼男盘?，進(jìn)程可以指定處理函數(shù)，由該函數(shù)來處理。進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用signal來指定進(jìn)程對某個(gè)信號的處理行為。忽略某個(gè)信號，對該信號不做任何處理，就象未發(fā)生過一樣。對該信號的處理保留系統(tǒng)的默認(rèn)值信號信號是Unix系統(tǒng)中最古老的進(jìn)程間通訊機(jī)制之一，它主要用來向進(jìn)程發(fā)送異步的事件信號。鍵盤中斷可能可產(chǎn)生信號浮點(diǎn)運(yùn)算溢出可產(chǎn)生信號內(nèi)存訪問錯(cuò)誤可產(chǎn)生信號。shell通常利用信號向子進(jìn)程發(fā)送作業(yè)控制命令。進(jìn)程不能向系統(tǒng)中所有的進(jìn)程發(fā)送信號，一般而言，除系統(tǒng)和超級用戶外，普通進(jìn)程只能向具有相同uid（userID）和gid（groupID）的進(jìn)程，或者處于同一進(jìn)程組的進(jìn)程發(fā)送信號。信號信號是1~64之間的數(shù)字，每個(gè)數(shù)字有特定含義，用來通知進(jìn)程某一異步事件的發(fā)生。信號的名稱在頭文件signal.h中定義。01SIGHUP掛起02SIGINT中斷，當(dāng)用戶從鍵盤按^c鍵或^break鍵時(shí)03SIGQUIT退出，當(dāng)用戶從鍵盤按quit鍵時(shí)04SIGILL非法指令05SIGTRAP跟蹤陷阱，啟動(dòng)進(jìn)程，跟蹤代碼的執(zhí)行06SIGIOTIOT指令07SIGEMTEMT指令08SIGFPE浮點(diǎn)運(yùn)算溢出09SIGKILL殺死、終止進(jìn)程10SIGBUS總線錯(cuò)誤11SIGSEGV段違例，進(jìn)程試圖去訪問其虛地址空間以外的位置12SIGSYS系統(tǒng)調(diào)用中參數(shù)錯(cuò)，如系統(tǒng)調(diào)用號非法13SIGPIPE向某個(gè)非讀管道中寫入數(shù)據(jù)14SIGALRM鬧鐘。當(dāng)某進(jìn)程希望在某時(shí)間后接收信號時(shí)發(fā)此信號15SIGTERM軟件終止16SIGUSR1用戶自定義信號117SIGUSR2用戶自定義信號2Signal（）signal（設(shè)置信號處理方式）表頭文件#include<signal.h>定義函數(shù)void(*signal(intsignum,void(*handler)(int)))(int);函數(shù)說明signal()會(huì)依參數(shù)signum指定的信號編號來設(shè)置該信號的處理函數(shù)。當(dāng)指定的信號到達(dá)時(shí)就會(huì)跳轉(zhuǎn)到參數(shù)handler指定的函數(shù)執(zhí)行。如果參數(shù)handler不是函數(shù)指針，則必須是下列兩個(gè)常數(shù)之一:SIG_IGN忽略參數(shù)signum指定的信號。SIG_DFL將參數(shù)signum指定的信號重設(shè)為核心預(yù)設(shè)的信號處理方式。Exampleofsignal()，SIGINT#include<signal.h>#include<stdio.h>#include<unistd.h>voidouch(intsig){printf("OUCH!-Igotsignal%d\n",sig);//恢復(fù)SIGINT信號的處理動(dòng)作

(void)signal(SIGINT,SIG_DFL);

}intmain(){//設(shè)置SIGINT信號的處理動(dòng)作為響應(yīng)ouch函數(shù)(void)signal(SIGINT,ouch);//主函數(shù)每隔1秒輸出字符串while(1){printf("HelloWorld!\n");sleep(1);}}“不可靠信號”的主要問題是：進(jìn)程每次處理信號后，就將對信號的響應(yīng)設(shè)置為默認(rèn)動(dòng)作。在某些情況下，將導(dǎo)致對信號的錯(cuò)誤處理；因此，用戶如果不希望這樣的操作，那么就要在信號處理函數(shù)結(jié)尾再一次調(diào)用signal()，重新安裝該信號。Exampleofsignal()，SIGALRM#include<unistd.h>#include<signal.h>voidhandler(){printf("hello\n");}main(){inti;

signal(SIGALRM,handler);alarm(5);for(i=1;i<7;i++){printf("sleep%d...\n",i);sleep(1);}}alarm()用來設(shè)置信號SIGALRM在經(jīng)過參數(shù)seconds指定的秒數(shù)后傳送給目前的進(jìn)程。如果參數(shù)seconds為0，則之前設(shè)置的鬧鐘會(huì)被取消，并將剩下的時(shí)間返回。Kill（）系統(tǒng)調(diào)用kill用來向任何進(jìn)程或進(jìn)程組發(fā)送任何信號。定義函數(shù)intkill(pid_tpid,intsig);表頭文件#include<sys/types.h>

#include<signal.h>函數(shù)說明如果參數(shù)pid是正數(shù)，那么該調(diào)用將信號sig發(fā)送到進(jìn)程號為pid的進(jìn)程。如果pid等于0，那么信號sig將發(fā)送給當(dāng)前進(jìn)程所屬進(jìn)程組里的所有進(jìn)程。如果參數(shù)pid等于-1，信號sig將發(fā)送給除了進(jìn)程1和自身以外的所有進(jìn)程。如果參數(shù)pid小于-1，信號sig將發(fā)送給屬于進(jìn)程組-pid的所有進(jìn)程。如果參數(shù)sig為0，將不發(fā)送信號。返回值執(zhí)行成功時(shí)，返回值為0；錯(cuò)誤時(shí)，返回-1，并設(shè)置相應(yīng)的錯(cuò)誤代碼errno。Exampleofsignal()，kill()，pause()#include<signal.h>#include<stdio.h>#include<unistd.h>//鬧鐘未設(shè)置staticintalarm_fired=0;

//模擬鬧鐘voidding(intsig){ //設(shè)置鬧鐘alarm_fired=1;}intmain(){ intpid; printf("alarmapplicationstarting\n"); if((pid=fork())==0) {//子進(jìn)程5秒后發(fā)送信號SIGALRM給父進(jìn)程

sleep(5); kill(getppid(),SIGALRM); exit(0); }//父進(jìn)程安排好捕捉到SIGALRM信號后執(zhí)行ding函數(shù)

printf("waitingforalarmtogooff\n"); (void)signal(SIGALRM,ding); //掛起父進(jìn)程，直到有一個(gè)信號出現(xiàn)

pause();if(alarm_fired) printf("Ding!\n"); printf("done\n"); exit(0);}pause（讓進(jìn)程暫停直到信號出現(xiàn)）表頭文件#include<unistd.h>定義函數(shù)intpause(void);函數(shù)說明pause()會(huì)令目前的進(jìn)程暫停（進(jìn)入睡眠狀態(tài)），直到被信號(signal)所中斷。返回值只返回-1。Exampleofsignal()，kill()，pause()#include<unistd.h>#include<signal.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>main(){pid_tpid;intstatus;if(!(pid=fork())){//子進(jìn)程print