進程互斥和信號通信

lockf()函數(shù)lockf用于鎖定或打開鎖定一個共享文件。將指定文件files的指定區(qū)域進行加鎖或解鎖，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，表示從文件的當前位置到文件尾。使用lockf()函數(shù)實現(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);//對顯示器解鎖進程通信

Linux中的每個進程有自己的虛擬地址空間，操作系統(tǒng)的一個最重要的基本管理目的，就是避免進程之間的互相影響。但有時用戶也希望能夠利用兩個或多個進程的功能完成同一任務，為此，Linux提供許多機制，利用這些機制，進程之間可以進行通訊并共同完成某項任務，這種機制稱為“進程間通訊（InterprocessCommunication,IPC）”。Linux下的進程通信手段基本上是從Unix平臺上的進程通信手段繼承而來的。Linux下進程間通信的主要手段信號（signal）：信號是比較復雜的通信方式，用于通知接受進程有某種事件發(fā)生除了用于進程間通信外，進程還可以發(fā)送信號給進程本身；共享內(nèi)存（SharedMemory）：使得多個進程可以訪問同一塊內(nèi)存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他通信機制運行效率較低而設計的。往往與其它通信機制，如信號量結(jié)合使用，來達到進程間的同步及互斥。消息隊列（message）：消息隊列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊列systemV消息隊列。有足夠權限的進程可以向隊列中添加消息，被賦予讀權限的進程則可以讀走隊列中的消息。消息隊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。信號量（semaphore）：主要作為進程間以及同一進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系進程間的通信，有名管道克服了管道沒有名字的限制，允許無親緣關系進程間的通信。信號的概念軟中斷信號（signal，又簡稱為信號）用來通知進程發(fā)生了異步事件。進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)核也可以因為內(nèi)部事件而給進程發(fā)送信號，通知進程發(fā)生了某個事件。注意，信號只是用來通知某進程發(fā)生了什么事件，并不給該進程傳遞任何數(shù)據(jù)。收到信號的進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?，進程可以指定處理函數(shù)，由該函數(shù)來處理。進程通過系統(tǒng)調(diào)用signal來指定進程對某個信號的處理行為。忽略某個信號，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)的默認值信號信號是Unix系統(tǒng)中最古老的進程間通訊機制之一，它主要用來向進程發(fā)送異步的事件信號。鍵盤中斷可能可產(chǎn)生信號浮點運算溢出可產(chǎn)生信號內(nèi)存訪問錯誤可產(chǎn)生信號。shell通常利用信號向子進程發(fā)送作業(yè)控制命令。進程不能向系統(tǒng)中所有的進程發(fā)送信號，一般而言，除系統(tǒng)和超級用戶外，普通進程只能向具有相同uid（userID）和gid（groupID）的進程，或者處于同一進程組的進程發(fā)送信號。信號信號是1~64之間的數(shù)字，每個數(shù)字有特定含義，用來通知進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，當用戶從鍵盤按^c鍵或^break鍵時03SIGQUIT退出，當用戶從鍵盤按quit鍵時04SIGILL非法指令05SIGTRAP跟蹤陷阱，啟動進程，跟蹤代碼的執(zhí)行06SIGIOTIOT指令07SIGEMTEMT指令08SIGFPE浮點運算溢出09SIGKILL殺死、終止進程10SIGBUS總線錯誤11SIGSEGV段違例，進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，如系統(tǒng)調(diào)用號非法13SIGPIPE向某個非讀管道中寫入數(shù)據(jù)14SIGALRM鬧鐘。當某進程希望在某時間后接收信號時發(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()會依參數(shù)signum指定的信號編號來設置該信號的處理函數(shù)。當指定的信號到達時就會跳轉(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指定的信號重設為核心預設的信號處理方式。Exampleofsignal()，SIGINT#include<signal.h>#include<stdio.h>#include<unistd.h>voidouch(intsig){printf("OUCH!-Igotsignal%d\n",sig);//恢復SIGINT信號的處理動作

(void)signal(SIGINT,SIG_DFL);

}intmain(){//設置SIGINT信號的處理動作為響應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：進程每次處理信號后，就將對信號的響應設置為默認動作。在某些情況下，將導致對信號的錯誤處理；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)后傳送給目前的進程。如果參數(shù)seconds為0，則之前設置的鬧鐘會被取消，并將剩下的時間返回。Kill（）系統(tǒng)調(diào)用kill用來向任何進程或進程組發(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)送到進程號為pid的進程。如果pid等于0，那么信號sig將發(fā)送給當前進程所屬進程組里的所有進程。如果參數(shù)pid等于-1，信號sig將發(fā)送給除了進程1和自身以外的所有進程。如果參數(shù)pid小于-1，信號sig將發(fā)送給屬于進程組-pid的所有進程。如果參數(shù)sig為0，將不發(fā)送信號。返回值執(zhí)行成功時，返回值為0；錯誤時，返回-1，并設置相應的錯誤代碼errno。Exampleofsignal()，kill()，pause()#include<signal.h>#include<stdio.h>#include<unistd.h>//鬧鐘未設置staticintalarm_fired=0;

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

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

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

pause();if(alarm_fired) printf("Ding!\n"); printf("done\n"); exit(0);}pause（讓進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()會令目前的進程暫停（進入睡眠狀態(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())){//子進程print