嵌入式 第七章

第7章進(jìn)程間的通信2本章重點(diǎn)進(jìn)程通信中信號(hào)概念及信號(hào)處理進(jìn)程間的管道通信編程進(jìn)程間的內(nèi)存共享編程3Linux中進(jìn)程間通信（IPC）概述**管道、FIFO、信號(hào)、消息隊(duì)列、信號(hào)燈、共享內(nèi)存共享內(nèi)存進(jìn)程1進(jìn)程2管道pipesignal消息隊(duì)列4Linux中進(jìn)程間通信概述**管道（Pipe）及有名管道（namedpipe）

管道是一種在進(jìn)程之間單向流動(dòng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。源進(jìn)程向管道寫(xiě)數(shù)據(jù)，而內(nèi)核會(huì)自動(dòng)將這些數(shù)據(jù)引導(dǎo)向目標(biāo)進(jìn)程。

管道：用于具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間的通信有名管道：除具有管道所具有的功能外，還允許無(wú)親緣關(guān)系的進(jìn)程間的通信5Linux中進(jìn)程間通信概述**Linux系統(tǒng)信號(hào)(signal)

信號(hào)主要用于通知進(jìn)程異步事件的發(fā)生。 在Linux中可以識(shí)別29種不同的信號(hào)，這些信號(hào)中的大部分都有了預(yù)先定義好的意義。6Linux中進(jìn)程間通信概述**消息隊(duì)列消息隊(duì)列是由內(nèi)核創(chuàng)建并維護(hù)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是有標(biāo)識(shí)的。任何具有足夠權(quán)限的進(jìn)程都可以向消息隊(duì)列中放置一個(gè)消息，同樣，任何具有足夠權(quán)限的進(jìn)程都可以從中讀取一個(gè)消息。不同的進(jìn)程通過(guò)訪問(wèn)相同的消息隊(duì)列便可實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。7Linux中進(jìn)程間通信概述**共享內(nèi)存共享內(nèi)存區(qū)是這幾種進(jìn)程間通信方式中最快的一種。它的特點(diǎn)除了速度快外，而且可傳遞的信息量大。通過(guò)將一段內(nèi)存區(qū)映射到一個(gè)進(jìn)程的地址空間來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，這種進(jìn)程間通信就不再涉及到內(nèi)核(即進(jìn)程不是通過(guò)執(zhí)行任何進(jìn)入內(nèi)核的系統(tǒng)調(diào)用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)的。內(nèi)核必須建立允許各個(gè)進(jìn)程共享該內(nèi)存區(qū)的內(nèi)存映射關(guān)系，然后一直管理該內(nèi)存區(qū))。但同時(shí)，也要有效地保證它能同步、有序且沒(méi)有死鎖。8Linux中進(jìn)程間通信概述**信號(hào)量信號(hào)量并不是一種IPC機(jī)制，它是用于提供不同進(jìn)程間或一給定進(jìn)程的不同線程間同步的一種手段。97.1.1信號(hào)及其使用

信號(hào)是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，是一種異步通信方式。信號(hào)可以直接進(jìn)行用戶空間進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程之間的交互，內(nèi)核進(jìn)程也可以利用它來(lái)通知用戶空間進(jìn)程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。信號(hào)主要用于通知進(jìn)程異步事件的發(fā)生。在Linux中可以識(shí)別29種不同的信號(hào)，這些信號(hào)中的大部分都有了預(yù)先定義好的意義。107.1.1信號(hào)及其使用信號(hào)事件的發(fā)生有兩個(gè)來(lái)源：硬件來(lái)源，如按下了鍵盤(pán)Delete鍵或者鼠標(biāo)單擊，通常產(chǎn)生中斷信號(hào)（SIGINT）或者其它硬件故障。軟件來(lái)源，如使用系統(tǒng)調(diào)用或者是命令發(fā)出信號(hào)。最常用發(fā)送信號(hào)的系統(tǒng)函數(shù)是kill、raise、alarm、setitimer、sigation和sigqueue函數(shù)，軟件來(lái)源還包括一些非法運(yùn)算等操作。117.1.1信號(hào)及其使用**一旦有信號(hào)產(chǎn)生，用戶進(jìn)程對(duì)信號(hào)的響應(yīng)有3種方式：執(zhí)行默認(rèn)操作。Linux對(duì)每種信號(hào)都規(guī)定了默認(rèn)操作。捕捉信號(hào)。定義信號(hào)處理函數(shù)，當(dāng)信號(hào)發(fā)生時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)。忽略信號(hào)。不希望接收到的信號(hào)對(duì)進(jìn)程的執(zhí)行產(chǎn)生影響，而讓進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，可以忽略該信號(hào)，即不對(duì)信號(hào)進(jìn)程任何處理。12信號(hào)與信號(hào)處理**進(jìn)程A信號(hào)產(chǎn)生進(jìn)程B信號(hào)處理（信號(hào)接收）13常見(jiàn)信號(hào)的含義及其默認(rèn)操作*14信號(hào)處理常用函數(shù)**發(fā)送信號(hào)函數(shù)Kill(pid_tpid,sig)；給指定的進(jìn)程發(fā)送信號(hào)。raise(intsig)；給當(dāng)前進(jìn)程發(fā)送信號(hào)。Alarm(unsignedintseconds)；給當(dāng)前進(jìn)程發(fā)送時(shí)鐘報(bào)警信號(hào)。pause(void)；等待信號(hào)到來(lái)處理信號(hào)函數(shù)-信號(hào)捕捉Signal(sig,voidsigfunc(int));信號(hào)處理15信號(hào)處理常見(jiàn)函數(shù)信號(hào)發(fā)送函數(shù)（1）***

#include<sys/types.h>

#include<signal.h>

intkill(pid_tpid,intsig);

說(shuō)明：

kill()可以用來(lái)送參數(shù)sig指定的信號(hào)給參數(shù)pid指定的進(jìn)程。

參數(shù)pid有幾種情況:

pid>0將信號(hào)傳給進(jìn)程識(shí)別碼為pid的進(jìn)程。

pid=0將信號(hào)傳給和目前進(jìn)程相同進(jìn)程組的所有進(jìn)程

pid=-1將信號(hào)廣播傳送給系統(tǒng)內(nèi)所有的進(jìn)程

返回值： 成功：返回0，錯(cuò)誤：返回-1。

16信號(hào)處理常見(jiàn)函數(shù)//范例**#include<unistd.h>#include<signal.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>intmain(){ pid_tpid; intstatus; if(!(pid=fork())){ printf(“HiIamchildprocess!\n”); sleep(10); return; } else{ printf(“sendsignaltochildprocess(%d)\n”,pid); sleep(1); kill(pid,SIGKILL); wait(&status); }}

17信號(hào)處理常見(jiàn)

函數(shù)信號(hào)發(fā)送函數(shù)（2）***函數(shù)格式

#include<unistd.h>

定義函數(shù)unsignedintalarm(unsignedintseconds);函數(shù)說(shuō)明

alarm()用來(lái)設(shè)置信號(hào)SIGALRM在經(jīng)過(guò)參數(shù)seconds指定的秒數(shù)后傳送給目前的進(jìn)程。參數(shù) 若seconds=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。返回值 返回之前鬧鐘的剩余秒數(shù)，如果之前未設(shè)鬧鐘則返回0。18//范例2***#include<unistd.h>#include<signal.h>voidhandler(){ printf(“hello\n”);}intmain(){ inti; signal(SIGALRM,handler); alarm(5); for(i=1;i<7;i++){ printf(“sleep%d...\n”,i); sleep(1); }}

19信號(hào)處理常見(jiàn)函數(shù)信號(hào)捕獲函數(shù)（1）***

#include<signal.h>

void(*signal(intsignum,void(*handler)(int)))(int);

voidsignal(int信號(hào)名，信號(hào)處理函數(shù)名）信號(hào)處理函數(shù)void函數(shù)名（int信號(hào)名)函數(shù)說(shuō)明

signal()會(huì)依參數(shù)signum指定的信號(hào)編號(hào)來(lái)設(shè)置該信號(hào)的處理函數(shù)。當(dāng)指定的信號(hào)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。

20//范例***

#include<unistd.h>#include<signal.h>voidhandler(){ printf(“hello\n”);}intmain(){ inti; signal(SIGALRM,handler); alarm(5); for(i=1;i<7;i++){ printf(“sleep%d...\n”,i); sleep(1); }}21#include<signal.h>#include<sys/wait.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>voidoutDate(intn);voidexitProc(intn);intexitSig=0;intmain(){

(void)signal(SIGALRM,outDate); (void)signal(SIGINT,exitProc); while(1){ alarm(1); /*時(shí)鐘報(bào)警函數(shù)*/ pause(); if(exitSig) exit(0); }}/*************

SIGALRM信號(hào)處理函數(shù)*************/voidoutDate(intn){ system("date&");/*執(zhí)行外部命令 */}/*************

SIGINT信號(hào)處理函數(shù)*************/voidexitProc(intn){ printf("Ctrl_C\n"); exitSig=1;}例：信號(hào)的捕捉***227.2.1信號(hào)操作的相關(guān)函數(shù)***237.2.1信號(hào)操作的相關(guān)函數(shù)24信號(hào)操作小結(jié)信號(hào)信號(hào)的發(fā)送信號(hào)的捕捉及處理信號(hào)的忽略、阻塞25信號(hào)操作小結(jié)信號(hào)26信號(hào)操作小結(jié)信號(hào)的發(fā)送Kill(pid_tpid,sig)；給指定的進(jìn)程發(fā)送信號(hào)。raise(intsig)；給當(dāng)前進(jìn)程發(fā)送信號(hào)。Alarm(unsignedintseconds)；給當(dāng)前進(jìn)程發(fā)送時(shí)鐘報(bào)警信號(hào)。pause(void)；等待信號(hào)到來(lái)27信號(hào)操作小結(jié)信號(hào)的捕捉及處理Signal(sig,voidsigfunc(int));信號(hào)處理28信號(hào)的忽略與阻塞信號(hào)的忽略Signal()選項(xiàng)：29信號(hào)的忽略與阻塞信號(hào)的阻塞有時(shí)既不希望進(jìn)程在接收到信號(hào)時(shí)立刻中斷進(jìn)程的執(zhí)行，也不希望此信號(hào)完全被忽略掉，而是延遲一段時(shí)間再去調(diào)用信號(hào)處理函數(shù)，這個(gè)時(shí)候就需要信號(hào)阻塞來(lái)完成。步驟清空待處理的信號(hào)集追加待處理信號(hào)到信號(hào)集設(shè)置/解除信號(hào)掩碼（設(shè)置屏蔽）307.2.1信號(hào)操作的相關(guān)函數(shù)§317.2.1信號(hào)操作的相關(guān)函數(shù)327.2.1信號(hào)操作的相關(guān)函數(shù)33信號(hào)操作小結(jié)信號(hào)的忽略、阻塞*信號(hào)的忽略Signal(sig,voidsigfunc(int));選項(xiàng)（第2個(gè)參數(shù)）SIG_IGN：忽略指定的信號(hào)SIG_DFL：信號(hào)處理方式重新設(shè)為內(nèi)核預(yù)設(shè)方式阻塞步驟清空待處理的信號(hào)集:sigempty()追加待處理信號(hào)到信號(hào)集:sigaddset()設(shè)置/解除信號(hào)掩碼（設(shè)置屏蔽）:sigprocmask()347.2管道**無(wú)名管道(PIPE)有名管道（FIFO）進(jìn)程x進(jìn)程y管道pipe357.2管道**在Linux系統(tǒng)中，管道用于兩個(gè)進(jìn)程間的通信，這兩個(gè)進(jìn)程要有同源性，即它們必須是最終由同一個(gè)進(jìn)程所生成的進(jìn)程。管道通信采用的是半雙工方式，即同一時(shí)間只允許單方向傳輸數(shù)據(jù)。進(jìn)程x進(jìn)程y管道pipe367.2管道**在Linux中，管道是一種特殊的文件，對(duì)一個(gè)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，管道的寫(xiě)入和讀取與一個(gè)普通文件沒(méi)有區(qū)別。管道是Linux支持的最初UnixIPC形式之一，具有以下特點(diǎn)：管道是半雙工的，數(shù)據(jù)只能向一個(gè)方向流動(dòng)；需要雙方通信時(shí)，需要建立起兩個(gè)管道；只能用于父子進(jìn)程或者兄弟進(jìn)程之間（具有親緣關(guān)系的進(jìn)程）；單獨(dú)構(gòu)成一種獨(dú)立的文件系統(tǒng)：管道對(duì)于管道兩端的進(jìn)程而言，就是一個(gè)文件，但它不是普通的文件，它不屬于某種文件系統(tǒng)，而是自立門(mén)戶，單獨(dú)構(gòu)成一種文件系統(tǒng)，并且只存在與內(nèi)存中。37管道***387.2.1無(wú)名管道操作無(wú)名管道操作時(shí)，建立管道用pipe函數(shù)建立管道后Linux系統(tǒng)會(huì)同時(shí)為該進(jìn)程建立2個(gè)文件描述符pipe_fd[0]和pipe_fd[1]。pipe_fd[0]用來(lái)從管道讀取數(shù)據(jù)pipe_fd[1]用來(lái)把數(shù)據(jù)寫(xiě)入管道39無(wú)名管道操作**40無(wú)名管道操作步驟**創(chuàng)建管道創(chuàng)建進(jìn)程讀/寫(xiě)寫(xiě)進(jìn)程關(guān)閉管道的讀端讀進(jìn)程關(guān)閉管道的寫(xiě)端無(wú)名管道操作讀管道進(jìn)程的有關(guān)規(guī)則如果進(jìn)程讀一個(gè)寫(xiě)端關(guān)閉的管道read()返回0，表示結(jié)束。如果進(jìn)程讀一個(gè)寫(xiě)端仍打開(kāi)的空管道該進(jìn)程休眠，直到管道中有新的輸入。如果進(jìn)程試圖從管道中讀多于現(xiàn)有的字節(jié)返回當(dāng)前的所有內(nèi)容，read()返回實(shí)際讀取的字節(jié)。寫(xiě)端讀端fd[0]fd[1]無(wú)名管道操作寫(xiě)管道進(jìn)程的有關(guān)規(guī)則如果進(jìn)程寫(xiě)一個(gè)讀端關(guān)閉的管道寫(xiě)操作失敗，將一個(gè)SIGPIPE信號(hào)發(fā)送給寫(xiě)進(jìn)程。缺省操作為終止進(jìn)程。如果進(jìn)程寫(xiě)入管道的字節(jié)數(shù)少于管道能保存的數(shù)write()保證是原子操作，即寫(xiě)進(jìn)程將完成它的系統(tǒng)調(diào)用，不會(huì)被另一個(gè)進(jìn)程搶占。寫(xiě)端讀端fd[0]fd[1]43管道的局限性*

管道的主要局限性正體現(xiàn)在它的特點(diǎn)上：只支持單向數(shù)據(jù)流；只能用于具有親緣關(guān)系的進(jìn)程之間；沒(méi)有名字；管道的緩沖區(qū)是有限的（管道制存在于內(nèi)存中，在管道創(chuàng)建時(shí)，為緩沖區(qū)分配一個(gè)頁(yè)面大?。?；管道所傳送的是無(wú)格式字節(jié)流，這就要求管道的讀出方和寫(xiě)入方必須事先約定好數(shù)據(jù)的格式，比如多少字節(jié)算作一個(gè)消息（或命令、或記錄）等等；44范例***/*父進(jìn)程借管道將字符串“hello!\n”傳給子進(jìn)程并顯示*/#include<unistd.h>intmain(){ intfiledes[2]; charbuffer[80]; pipe(filedes); if(fork()>0){ /*父進(jìn)程*/ chars[]=“hello!\n”; write(filedes[1],s,sizeof(s)); } else{ /*子進(jìn)程*/ read(filedes[0],buffer,80); printf(“%s”,buffer); } exit(0);}457.2.1無(wú)名管道操作例7.5***：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，要求創(chuàng)建一個(gè)管道，父進(jìn)程往管道中寫(xiě)入字符串，子進(jìn)程從管道中讀取前輸出字符串。源程序代碼：487.2.1無(wú)名管道操作**497.2.3命名管道*若要在兩個(gè)不相關(guān)的進(jìn)程之間用管道通信，需要用到命名管道FIFO。命名管道FIFO是通過(guò)Linux系統(tǒng)中的文件進(jìn)行通信。命名管道的創(chuàng)建一般用mkfifo函數(shù)，創(chuàng)建成功后，就使用open、read、write等函數(shù)傳輸數(shù)據(jù)。有名管道FIFO不同于管道之處在于它提供一個(gè)路徑名與之關(guān)聯(lián)，以FIFO的文件形式存在于文件系統(tǒng)中。FIFO嚴(yán)格遵循先進(jìn)先出（firstinfirstout），對(duì)管道及FIFO的讀總是從開(kāi)始處返回?cái)?shù)據(jù)，對(duì)它們的寫(xiě)則把數(shù)據(jù)添加到末尾。50有名管道的操作步驟**創(chuàng)建（僅創(chuàng)建一次）~mkfifo()打開(kāi)（以阻塞形式）~open()省略~阻塞O_NONBLOCK~非阻塞讀/寫(xiě)~read()/write()關(guān)閉~close()517.2.3命名管道**mkfifo函數(shù)說(shuō)明說(shuō)明：如果mkfifo的第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)已經(jīng)存在的路徑名時(shí)，會(huì)返回EEXIST錯(cuò)誤，所以一般典型的調(diào)用代碼首先會(huì)檢查是否返回該錯(cuò)誤，如果確實(shí)返回該錯(cuò)誤，那么只要調(diào)用打開(kāi)FIFO的函數(shù)就可以了。一般文件的I/O函數(shù)都可以用于FIFO，如close、read、write等等。52PGO所有者用戶組其他用戶組RWX讀寫(xiě)執(zhí)行

0000101001101110：無(wú)任何權(quán)限2：只寫(xiě)4：只讀6：可讀可寫(xiě)7：可讀可寫(xiě)可執(zhí)行文件權(quán)限說(shuō)明*文件權(quán)限由3位8進(jìn)制數(shù)表示，分別代表：掩碼：訪問(wèn)權(quán)限位的屏蔽字與文件訪問(wèn)權(quán)限mode&~掩碼如，002表示屏蔽W假設(shè)：mode=(111)2掩碼：010則訪問(wèn)權(quán)限：111^101 101 RWX53有名管道讀寫(xiě)規(guī)則從FIFO中讀取數(shù)據(jù)如果有進(jìn)程寫(xiě)打開(kāi)FIFO，且當(dāng)前FIFO內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)對(duì)于設(shè)置了阻塞標(biāo)志的讀操作來(lái)說(shuō)，一直阻塞；對(duì)于沒(méi)有設(shè)置了阻塞標(biāo)志的讀操作來(lái)說(shuō)，則返回-1，當(dāng)前errno值為EAGAIN，以提醒以后再試。阻塞原因當(dāng)前FIFO內(nèi)有數(shù)據(jù)，但有其他進(jìn)程在讀數(shù)據(jù)該FIFO當(dāng)前FIFO內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)程寫(xiě)打開(kāi)54有名管道讀寫(xiě)規(guī)則向FIFO中寫(xiě)入數(shù)據(jù)當(dāng)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量不大于PIPE_BUF時(shí)，Linux將保證寫(xiě)入的原子性。如果此時(shí)管道空閑緩沖區(qū)不足以容納要寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)，則進(jìn)入睡眠，直到空閑緩沖區(qū)緩沖區(qū)足以寫(xiě)入時(shí)，才開(kāi)始寫(xiě)操作當(dāng)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)量大于PIPE_BUF時(shí)，Linux將不再保證原子性。FIFO緩沖區(qū)一有空閑區(qū)域，寫(xiě)進(jìn)程試圖寫(xiě)入數(shù)據(jù)，寫(xiě)操作在寫(xiě)完所有請(qǐng)求寫(xiě)的數(shù)據(jù)后返回/usr/include/linux/limits.h中(RedHAT)# define

PIPE_BUF

409655范例**#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<errno.h>#include<fcntl.h>intmain(){ charbuffer[80]; intfd; unlink(“myfifo”);/*FIFO文件必須是不存在*/ if((mkfifo("myfifo",0666)<0)&&(errno!=EEXIST))//讀寫(xiě)權(quán)限

printf("cannotcreatefifoserver\n"); if(fork()>0){ chars[]="hello!\n"; fd=open("myfifo",O_WRONLY); write(fd,s,sizeof(s)); close(fd); } else{ fd=open("myfifo",O_RDONLY); read(fd,buffer,80); printf("%s",buffer); close(fd); } exit(0);}//fifo——execl應(yīng)用56//fiforead.c**#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<unistd.h>intmain(){ charbuffer[80]; intfd; fd=open("myfifo",O_RDONLY); read(fd,buffer,80); printf("%s\n",buffer); close(fd); exit(0);}57//fifowrite.c**#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>intmain(){ charbuffer[80]; intfd; chars[]="hello!\n"; fd=open("myfifo",O_WRONLY); write(fd,s,sizeof(s)); close(fd); exit(0);}58//利用execl函數(shù)調(diào)用有名管道讀寫(xiě)程序***#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<errno.h>#include<fcntl.h>intmain(){ unlink("myfifo"); if((mkfifo("myfifo",0666)<0)&&(errno!=EEXIST))//讀寫(xiě)權(quán)限

printf("cannotcreatefifoserver\n"); printf("errono:%d\n",errno"); } if(fork()==0) if(execl("fifowrite",NULL)<0) perror("Erronexecl"); if(fork()==0) if(execl("fiforead",NULL)<0) perror("Erronexecl"); exit(0); return(0);}597.2.3命名管道例7.7***：設(shè)計(jì)兩個(gè)程序，要求用命名管道FIFO，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的聊天功能。60#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<sys/select.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<errno.h>intmain(){ inti,rfd,wfd,len=0,fd_in; charstr[32]; intflag,stdinflag; fd_setwrite_fd,read_fd; structtimevalnet_timer; umask(0111); if(mkfifo(“/home/2009/yjfifo1“,0666)<0) /*mkfifo函數(shù)創(chuàng)建命名管道*/ perror("mkfifo"); if(mkfifo("/home/2009/yjfifo2",0666)<0) /*mkfifo函數(shù)創(chuàng)建命名管道*/ perror("mkfifo"); rfd=open("/home/2009/yjfifo1",O_RDONLY); /*以只讀方式打開(kāi)管道文件*/ wfd=open("/home/2009/yjfifo2",O_WRONLY); /*以寫(xiě)方式打開(kāi)管道文件*/ if(rfd<=0||wfd<=0) return0; printf("ThisisLiSi!\n"); FD_ZERO(&read_fd); /*清除一個(gè)文件描述符集*/

實(shí)例***61while(1) {

FD_SET(rfd,&read_fd);/*將文件描述符rfd加入文件描述符集read_fd*/ FD_SET(fileno(stdin),&read_fd); net_timer.tv_sec=5; net_timer.tv_usec=0; memset(str,0,sizeof(str));/*memset函數(shù)初始化清空*/ if(i=select(rfd+1,&read_fd,NULL,NULL,&net_timer)<=0) continue; if( FD_ISSET(rfd,&read_fd)) { read(rfd,str,sizeof(str));/*讀取管道，將管道內(nèi)容存入str變量*/ printf("\n"); printf("ZhangSan:%s\n",str); /*打印輸出str變量?jī)?nèi)容*/ } if( FD_ISSET(fileno(stdin),&read_fd)) { printf("\n"); fgets(str,sizeof(str),stdin); len=write(wfd,str,strlen(str)); /*寫(xiě)入管道*/ } } close(rfd); close(wfd);}62I/O處理的多工機(jī)制

select()函數(shù)*監(jiān)視多個(gè)文件/設(shè)備等待讀寫(xiě)（阻塞）異常情況I/O（0）輸出設(shè)備輸入設(shè)備文件讀/寫(xiě)輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備63Selec()函數(shù)*#include<sys/select.h>#include<sys/time.h>intselect(intmaxfd,/*指定測(cè)試的描述符最大值*/

fd_set*readfds,/*被監(jiān)視的讀文件描述符集*/ fd_set*writefds,/*被監(jiān)視的寫(xiě)文件描述符集*/ fd_set*exceptfds,/*被監(jiān)視的異常處理文件描述符集*/ conststructtimeval*timeout);/*等待時(shí)間*/

64返回值： 成功：文件描述符狀態(tài)已改變的個(gè)數(shù) 如果為0：timeout（超時(shí)） 失敗：-1，錯(cuò)誤代碼errno功能用來(lái)監(jiān)視多個(gè)文件描述符(filedescrīptor)的狀態(tài)（可讀、可寫(xiě)或異常）變化的。程序會(huì)停在select這里等待，直到被監(jiān)視的文件描述符有某一個(gè)或多個(gè)發(fā)生了狀態(tài)改變。

Selec()函數(shù)*65timeval的結(jié)構(gòu)定義如下：structtimeval{ longtv_sec; //表示幾秒

longtv_usec;//表示幾微妙}timeout取不同的值，該調(diào)用就表現(xiàn)不同的性質(zhì)：1．timeout為0，調(diào)用立即返回；2．timeout為NULL，select()調(diào)用就阻塞，直到知道有文件描述符就緒；3．timeout為正整數(shù)，就是一般的定時(shí)器。

66文件描述符集的處理（宏）*FD_ZERO(fd_set*fdset)：清除文件描述符集fdset中的所有位(既把所有位都設(shè)置為0)FD_SET(intfd,fd_set*fdset)：設(shè)置文件描述符集fdset中對(duì)應(yīng)于文件描述符fd的位(設(shè)置為1)FD_CLR(intfd,fd_set*fdset)：清除文件描述符集fdset中對(duì)應(yīng)于文件描述符fd的位（設(shè)置為0）

FD_ISSET(intfd,fdset*fdset)：檢測(cè)文件描述符集fdset中對(duì)應(yīng)于文件描述符fd的位是否被設(shè)置

Fd_set:一個(gè)位圖類型的數(shù)據(jù)集67文件描述符集描述符集通常用整數(shù)數(shù)組中的位域表示，數(shù)組元素的每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)文件描述符。例如，一個(gè)整數(shù)占32位，那么整數(shù)數(shù)組的第一個(gè)元素代表文件描述符0到31，數(shù)組的第二個(gè)元素代表文件描述符32到63，以此類推。68文件描述符集文件描述符在形式上是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。實(shí)際上，它是一個(gè)索引值，指向內(nèi)核為每一個(gè)進(jìn)程所維護(hù)的該進(jìn)程打開(kāi)文件的記錄表。當(dāng)程序打開(kāi)一個(gè)現(xiàn)有文件或者創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí),內(nèi)核向進(jìn)程返回一個(gè)文件描述符。在程序設(shè)計(jì)中，一些涉及底層的程序編寫(xiě)往往會(huì)圍繞著文件描述符展開(kāi)。但是文件描述符這一概念往往只適用于UNIX、Linux這樣的操作系統(tǒng)。69文件描述符集#include<sys/select.h>#include<sys/time.h>fd_setreadset;FD_ZERO(&readset);FD_SET(5,&readset);FD_SET(33,&readset);FD_CLR(5,&readset);70范例：檢測(cè)有鍵盤(pán)輸入（標(biāo)準(zhǔn)輸入文件描述符：0)*#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<sys/select.h>#include<sys/time.h>Intmain(){ charbuf[80]; fd_setrdfds; structtimevaltv; intret; while(1){ FD_ZERO(&rdfds); FD_SET(0,&rdfds); tv.tv_sec=1; tv.tv_usec=0; ret=select(1,&rdfds,NULL,NULL,&tv);/*注意最大值還要加1*/ if(ret<0)perror("select"); /*出錯(cuò)*/ if(ret==0)printf("timeout\n"); /*在設(shè)定的時(shí)間tv內(nèi)，用戶沒(méi)有按鍵盤(pán)*/ else{ /*用戶有按鍵盤(pán)，要讀取用戶的輸入*/ scanf("%s",buf); printf("%s\n",buf); } } return(0);}71課堂練習(xí)***試編寫(xiě)?yīng)毩⒌?個(gè)程序，要求分別完成如下功能：第一個(gè)程序每隔一秒產(chǎn)生1~100之間的隨機(jī)數(shù)（可用sleep函數(shù)）；將數(shù)據(jù)寫(xiě)入有名管道；第二個(gè)程序從有名管道讀取數(shù)據(jù)，并顯示；采用select函數(shù)限定阻塞等待時(shí)間為2秒。第三個(gè)程序創(chuàng)建有名管道；分別創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，并分別調(diào)用execl函數(shù)執(zhí)行程序1和程序2；接收CTL_C信號(hào)后向前兩個(gè)進(jìn)程發(fā)送結(jié)束信號(hào)；等待2個(gè)子進(jìn)程結(jié)束后退出。7.3消息隊(duì)列消息隊(duì)列，就是一個(gè)消息的鏈表，是一系列保存在內(nèi)核中的消息的列表。用戶進(jìn)程可以向消息隊(duì)列尾部添加消息，也可以從消息隊(duì)列讀取消息，與管道通信非常相似。消息~是大小有限的數(shù)據(jù)塊（LINUX）（msg.h）每個(gè)消息的最大字節(jié)數(shù)MSGMAX：8192*消息隊(duì)列的最大長(zhǎng)度MSGMNB：16384消息隊(duì)列的優(yōu)勢(shì)：對(duì)每個(gè)消息指定特定消息類型，接收的時(shí)候不需要按隊(duì)列次序，而是可以根據(jù)自定義條件接收特定類型的消息?？梢园严⒖醋饕粋€(gè)記錄，具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級(jí)。7273消息隊(duì)列操作*與FIFO類似，但不需要open/close操作創(chuàng)建消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符(queueID)。ftok()創(chuàng)建一個(gè)IPC函數(shù)所需的關(guān)鍵字key（某一資源識(shí)別代號(hào)）.Msgget()~創(chuàng)建一個(gè)新隊(duì)列或打開(kāi)一個(gè)存在的隊(duì)列;Sgsnd()~向隊(duì)列末端添加一條新消息;Msgrcv()~從隊(duì)列中讀取消息,讀取消息是不一定遵循先進(jìn)先出的,也可以按消息的類型字段取消息.Msgctl()~消息隊(duì)列控制（刪除）

74消息隊(duì)列相關(guān)函數(shù)ftok函數(shù)#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>Key_tftok(char*pathname,charproj)Pathname~必須是一個(gè)存在的可訪問(wèn)的路徑或文件；Proj（子序號(hào)）~不得為0。功能：根據(jù)pathname和proj來(lái)創(chuàng)建一個(gè)systemVIPC函數(shù)所需的關(guān)鍵字key（代表某一資源的識(shí)別代號(hào)）.75例*：#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>key_tmykey；mykey=ftok(“/home/usr1/SHMkey”,1);或mykey=ftok(“.”,’a’);//與當(dāng)前路徑結(jié)合產(chǎn)生key76創(chuàng)建/打開(kāi)消息隊(duì)列*

:

#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/msg.h>intmsgget(key_tkey,intmsgflg)

功能：創(chuàng)建一個(gè)新隊(duì)列或打開(kāi)一個(gè)存在的隊(duì)列.返回值:成功則返回消息隊(duì)列ID,出錯(cuò)則返回-1.參數(shù):key:消息隊(duì)列的key值.Msgflg標(biāo)志位~消息隊(duì)列的訪問(wèn)權(quán)限IPC_CREAT~生成新的消息隊(duì)列IPC_PRIVATE~僅為當(dāng)前進(jìn)程所訪問(wèn)77消息隊(duì)列創(chuàng)建APIintopen_queue(key_tkeyval){ int qid; if((qid=msgget(keyval,IPC_CREAT|0660))==-1) { return(-1); } return(qid);}78向隊(duì)列添加一條消息*intmsgsnd(intmsqid,structmsgbuf*msgp,intmsgsz,intmsgflg);

功能：向消息隊(duì)列發(fā)送一個(gè)消息.參數(shù)：Msgid~消息隊(duì)列IDMsgp~指向即將發(fā)送的消息(存儲(chǔ)在的msgbuf結(jié)構(gòu)中)，Msgze~消息的大小。Msgflg~用來(lái)控制消息隊(duì)列滿載時(shí)，若設(shè)置了IPC_NOWAIT，則在消息隊(duì)列沒(méi)有足夠空間時(shí)立即返回，否則等待直到滿足條件。79structmsgbuf{ longmtype;/*typeofmessage*/ charmtext[];/*messagetext*/

…

…};80添加消息隊(duì)列APIintsend_message(intqid,structmsgbuf*qbuf){ int result,length; length=sizeof(structmsgbuf)-sizeof(long); if((result=msgsnd(qid,qbuf,length,0))==-1) return(-1); return(result);}81從消息隊(duì)列中讀取一個(gè)消息*intmsgrcv(intmsqid,structmsgbuf*msgp,intmsgsz,longmsgtyp,intmsgflg);

功能：從msgid代表的消息隊(duì)列中讀取一個(gè)消息，并把消息存儲(chǔ)在msgp指向的msgbuf結(jié)構(gòu)中。返回：成功~返回實(shí)際讀到的信息數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。 失敗~返回-1主要參數(shù)Msqid~消息隊(duì)列描述字；Msgsz~指定msgbuf的長(zhǎng)度（即消息內(nèi)容的長(zhǎng)度）82從消息隊(duì)列中讀取一個(gè)消息Msgtyp~請(qǐng)求讀取的消息類型；Msgtyp=0~接收第一個(gè)到來(lái)的消息；Msgtyp〉0~接收第一個(gè)到來(lái)的與此類型相同的消息；Msgtyp<0~接收第一個(gè)到來(lái)的等于或小于此類型絕對(duì)值的消息；Msgflg~消息標(biāo)志。可以為以下幾個(gè)常值的或：IPC_NOWAIT~如果沒(méi)有滿足條件的消息，調(diào)用立即返回；IPC_EXCEPT~與msgtyp>0配合使用，返回隊(duì)列中第一個(gè)類型不為msgtyp的消息；IPC_NOERROR~如果隊(duì)列中滿足條件的消息內(nèi)容大于所請(qǐng)求的msgsz字節(jié)，則把該消息截?cái)?，截?cái)嗖糠謱G失。Msgflg=0時(shí)，msgsnd()及msgrcv()在隊(duì)列呈滿或呈空的情形時(shí)，采取阻塞等待的處理模式83從消息隊(duì)列中讀取一個(gè)消息APIintread_message(intqid,longtype,structmymsgbuf*qbuf){intresult,length;length=sizeof(structmymsgbuf)-sizeof(long);if((result=msgrcv(qid,qbuf,length,type,0))==-1) return(-1);return(result);}84消息隊(duì)列控制msgctl()*intmsgctl(intmsqid,intcmd,structmsqid_ds*buf);

調(diào)用返回：成功返回0，否則返回-1。cmd操作，共有三種cmd操作IPC_STAT、IPC_SET、IPC_RMID。IPC_STAT：該命令用來(lái)獲取消息隊(duì)列信息，返回的信息存貯在buf指向的msqid結(jié)構(gòu)中；IPC_SET：該命令用來(lái)設(shè)置消息隊(duì)列的屬性，要設(shè)置的屬性存儲(chǔ)在buf指向的msqid結(jié)構(gòu)中；可設(shè)置屬性包括：msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode以及msg_qbytes，同時(shí)，也影響msg_ctime成員。IPC_RMID：刪除msqid標(biāo)識(shí)的消息隊(duì)列；

85范例：刪除消息隊(duì)列*msgctl(mqid,IPC_RMID,NULL);867.3消息隊(duì)列例7.8**：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，要求創(chuàng)建消息隊(duì)列，輸入的文字添加到消息隊(duì)列后，讀取隊(duì)列中的消息輸出。源程序代碼：8788由此例可知，進(jìn)程間通過(guò)消息隊(duì)列通信，主要是創(chuàng)建或打開(kāi)消息隊(duì)列、添加消息、讀取消息和控制消息隊(duì)列這四種操作。89#include<sys/ipc.h>#include<sys/msg.h>#include<sys/stat.h>#include<sys/types.h>#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<signal.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#definePROJID0xFF#defineLUCY1#definePETER2intmqid;voidterminate_handler(intsigno){ msgctl(mqid,IPC_RMID,NULL); exit(0);}實(shí)例**

90intmain(){ charfilenm[]="msg"; key_tmqkey; structmsgbuf{ longmtype; /*messagetype,mustbe>0*/ charmtext[256];/*messagedata*/ }msg; intret; mqkey=ftok(filenm,PROJID); if(mqkey==-1){ perror("ftokerror:"); exit(-1); } mqid=msgget(mqkey,IPC_CREAT|0666); if(mqid==-1){ perror("msggeterror:"); exit(-1); } signal(SIGINT,terminate_handler); signal(SIGTERM,terminate_handler); while(1){ printf("Lucy:"); fgets(msg.mtext,256,stdin); if(strncmp("quit",msg.mtext,4)==0){ msgctl(mqid,IPC_RMID,NULL); exit(0); } msg.mtext[strlen(msg.mtext)-1]='\0'; msg.mtype=LUCY; msgsnd(mqid,&msg,strlen(msg.mtext)+1,0); msgrcv(mqid,&msg,256,0,0); printf("Peter:%s\n",msg.mtext); }}91課堂練習(xí)仿照例7-7，采用消息隊(duì)列操作編寫(xiě)簡(jiǎn)易聊天程序。作業(yè)FIFO和消息隊(duì)列機(jī)制的對(duì)比分析7.4共享內(nèi)存93Linux中進(jìn)程間通信進(jìn)程1進(jìn)程2管道pipesignal消息隊(duì)列共享內(nèi)存共享內(nèi)存Mmap建立共享內(nèi)存映射Munmap建立共享內(nèi)存映射文件操作內(nèi)存操作Memcpystrcpy文件內(nèi)存95一、系統(tǒng)V共享內(nèi)存概述共享內(nèi)存*特定的內(nèi)存中一段存儲(chǔ)區(qū)多個(gè)進(jìn)程共享此存儲(chǔ)區(qū)特點(diǎn)*最快的IPC方式信息量大數(shù)據(jù)可維持共享內(nèi)存原理示意圖96≈≈二、共享內(nèi)存操作步驟*≈≈創(chuàng)建共享內(nèi)存或打開(kāi)映射共享內(nèi)存讀/寫(xiě)操作共享內(nèi)存解除共享內(nèi)存映射控制共享內(nèi)存（刪除）97≈≈二、共享內(nèi)存操作步驟*≈≈創(chuàng)建共享內(nèi)存或打開(kāi)（已有的shm)映射共享內(nèi)存讀/寫(xiě)操作共享內(nèi)存解除共享內(nèi)存映射控制共享內(nèi)存（刪除）98三、共享內(nèi)存API*創(chuàng)建共享內(nèi)存~shmget()用來(lái)獲得共享內(nèi)存區(qū)域的ID，如果不存在指定的共享區(qū)域就創(chuàng)建相應(yīng)的區(qū)域。映射共享內(nèi)存~shmat()當(dāng)前進(jìn)程與共享內(nèi)存區(qū)連接。撤銷共享內(nèi)存~shmdt()解除當(dāng)前進(jìn)程與共享內(nèi)存區(qū)的映射?？刂乒蚕韮?nèi)存~shmctl()實(shí)現(xiàn)對(duì)共享內(nèi)存區(qū)域的控制操作（刪除）。99三、共享內(nèi)存API（1）—?jiǎng)?chuàng)建* #include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>intshmget(key_tkey,size_tsize,intshmflg)參數(shù)：名字(key)：ftok()或整形數(shù)大小(size)：字節(jié)為單位訪問(wèn)方式(shmflg)：讀、寫(xiě),etc.訪問(wèn)權(quán)限：所有者、同組用戶、其他用戶（UGO）如，0644（同組和其他用戶只讀）可與IPC_CREAT進(jìn)行邏輯或，表示創(chuàng)建新的共享內(nèi)存或讀取已有的共享內(nèi)存IPC_CREATE：表明要?jiǎng)?chuàng)建新的共享內(nèi)存空間。IPC_EXCL:只有在共享內(nèi)存不存在的時(shí)候，新的共享內(nèi)存才建立，否則就產(chǎn)生錯(cuò)誤。IPC_EXEL標(biāo)志本身并沒(méi)有太大的意義，但是和IPC_CREAT標(biāo)志一起使用可以用來(lái)保證所得的對(duì)象是新建的，而不是打開(kāi)已有的對(duì)象。返回：標(biāo)識(shí)(ID)

100intshmget(key_tkey,size_tsize,intshmflg)成功返回共享內(nèi)存的標(biāo)識(shí)符；不成功返回-1，errno儲(chǔ)存錯(cuò)誤原因。EINVAL

參數(shù)size小于SHMMIN或大于SHMMAX。EEXIST

預(yù)建立key所致的共享內(nèi)存，但已經(jīng)存在。EIDRM

參數(shù)key所致的共享內(nèi)存已經(jīng)刪除。ENOSPC

超過(guò)了系統(tǒng)允許建立的共享內(nèi)存的最大值 (SHMALL)。ENOENT

參數(shù)key所指的共享內(nèi)存不存在，參數(shù)shmflg 也未設(shè)IPC_CREAT位。EACCES

沒(méi)有權(quán)限。ENOMEM

核心內(nèi)存不足。

注：perror(“操作”）的執(zhí)行后將以errno(錯(cuò)誤代碼)的值來(lái)決定輸出的字符串。101創(chuàng)建共享內(nèi)存*示例#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>….int shmid,shmSize=1024;key_tshmKey；shmKey=ftok(“.”,’a’);shmId=shmget(shmKey,shmSize,IPC_CREAT|0666)102三、共享內(nèi)存API（2）—映射*#include<sys/types.h>#include<sys/shm.h>void*shmat(intshmid,constvoid*shmaddr,intshmflg);功能：將當(dāng)前進(jìn)程與共享內(nèi)存連接，即獲取共享內(nèi)存首地址。參數(shù)：

shmid:shnget的返回值

shmaddr:當(dāng)前進(jìn)程的地址空間的具體位置。

設(shè)為NULL指針~將由系統(tǒng)指定

shmflg:訪問(wèn)方式。

0~可讀寫(xiě)；

SHM_RDONLY~只讀（即使已設(shè)置了寫(xiě)的權(quán)限）103三、共享內(nèi)存API（2）—映射*shmat()函數(shù)返回值成功~返回共享內(nèi)存的首地址失敗~返回-1（錯(cuò)誤原因存于errno中）；錯(cuò)誤代碼：EACCES：對(duì)于所請(qǐng)求的連上類型，進(jìn)程沒(méi)有足夠的權(quán)限，并且不具有CAP_IPC_OWNER權(quán)能EINVAL：參數(shù)無(wú)效

ENOMEM：內(nèi)存不足，無(wú)法分配描述詞或頁(yè)表104共享內(nèi)存API（2）—映射*示例char*shmAddr;shmId=shmget(shmKey,shmSize,IPC_CREAT|0666)shmAddr=(char*)shmat(shmId,NULL,0)105共享內(nèi)存API（3）—解除*intshmdt(char*shmaddr);功能：解除進(jìn)程對(duì)共享內(nèi)存區(qū)域的連接。 *進(jìn)程結(jié)束時(shí)，脫離共享內(nèi)存。Shmaddr~由smat()返回的共享內(nèi)存地址。返回值0~成功，-1~失?。ㄥe(cuò)誤原因存于errno中）106共享內(nèi)存API（4）—?jiǎng)h除*intshmctl(intshmqid,intcmd,structshmid_ds*buf);返回值:0成功，-1錯(cuò)誤CmdIPC_RMID~刪除共享內(nèi)存IPC_STAT~把共享內(nèi)存的shmid_ds結(jié)構(gòu)復(fù)制到buf107structshmid_ds{structipc_permshm_perm;/*操作權(quán)限*/intshm_segsz;/*段的大小(以字節(jié)為單位)*/time_tshm_atime;/*最后一個(gè)進(jìn)程連接到該段的時(shí)間*/time_tshm_dtime;/*最后一個(gè)進(jìn)程脫離該段的時(shí)間*/time_tshm_ctime;/*最后一次修改這個(gè)結(jié)構(gòu)的時(shí)間*/unsignedshortshm_cpid;/*創(chuàng)建該段進(jìn)程的pid*/unsignedshortshm_lpid;/*在該段上操作的最后一個(gè)進(jìn)程的pid*/shortshm_nattch;/*當(dāng)前連接到該段的進(jìn)程的個(gè)數(shù)*/ unsignedshortshm_npages;/*段的大小(以頁(yè)為單位)*/unsignedlong*shm_pages;/*指向frames->SHMMAX的指針數(shù)組*/structvm_area_struct*attaches;/*對(duì)共享段的描述*/};structipc_perm{

__kernel_key_t

key;

__kernel_uid_t

uid;

__kernel_gid_t

gid;

__kernel_uid_t

cuid;

__kernel_gid_t

cgid;

__kernel_mode_tmode;

unsignedshort

seq;

};108char*initShrMem(intshmKey,intshmSize){char*shmAddr; /*創(chuàng)建共享內(nèi)存*/if((shmId=shmget(shmKey,shmSize,IPC_CREAT|0666))==-1) return-1;/*共享內(nèi)存與目前進(jìn)程的連接*/if((int)(shmAddr=(char*)shmat(shmId,0,0))==-1){/*共享內(nèi)存的釋放*/shmctl(shmId,IPC_RMID,NULL);shmId=0;return-1;}/*共享內(nèi)存的初始化*/memset(shmAddr,'\0',shmSize);return(shmAddr);}共享內(nèi)存初始化范例***109intexitShrMem(char*shmAddr){/*使共享內(nèi)存脫離進(jìn)程*/if(shmdt(shmAddr)==-1){ perror("detacherror"); return-1;}/*共享內(nèi)存釋放*/if(shmctl(shmId,IPC_RMID,NULL)==-1){ perror("detacherror"); return-1;}return1;}共享內(nèi)存撤銷范例***110共享內(nèi)存的讀寫(xiě)***#include<string.h>(1)voidmemcpy(void*dest,//目的地址

constvoid*src,//源地址

siz_tn)//拷貝的字節(jié)數(shù)(2)voidstrcpy(void*dest,//目的地址

constvoid*src,//源地址

siz_tn)//拷貝的字節(jié)數(shù)≈≈111共享內(nèi)存操作引例***

創(chuàng)建共享內(nèi)存創(chuàng)建子進(jìn)程子進(jìn)程連接共享內(nèi)存寫(xiě)共享內(nèi)存脫離共享內(nèi)存父進(jìn)程讀共享內(nèi)存連接共享內(nèi)存讀共享內(nèi)存狀態(tài)信息讀共享內(nèi)存數(shù)據(jù)脫離共享內(nèi)存刪除讀共享內(nèi)存112//shm0.c共享內(nèi)存操作引例***

#include<string.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<sys/types.h>#defineKEY1234#defineSIZE1024intmain(){ intshmid,pid; char*shmaddr; structshmid_dsbuf;

shmid=shmget(KEY,SIZE,IPC_CREAT|0666); if((pid=fork())==0){ printf("Myparent'pid=%d\n",getppid());

shmaddr=(char*)shmat(shmid,NULL,0); strncpy(shmaddr,"Hi!Iamchildprocess!\n“); shmdt(shmaddr); return1; }113else{ printf("childpid=%d\n",pid); sleep(1);

shmctl(shmid,IPC_STAT,&buf);

/*段的大小(以字節(jié)為單位)*/ printf("shm_segsz=%d\n",buf.shm_segsz);

/*創(chuàng)建該段進(jìn)程的pid*/ printf("shm_cpid=%d\n",buf.shm_cpid); /*在該段上操作的最后一個(gè)進(jìn)程的pid*/ printf("shm_lpid=%d\n",buf.shm_lpid);

shmaddr=(char*)shmat(shmid,NULL,0); /*讀取共享內(nèi)存*/ printf("%s",shmaddr); shmdt(shmaddr); shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); }}114共享內(nèi)存實(shí)例**分別編寫(xiě)兩個(gè)程序，完成共享內(nèi)存的讀與寫(xiě)操作。要求： 待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)為隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)； 每隔一秒采集一次不同通道（共8個(gè)），并寫(xiě)入共享內(nèi)存;

循環(huán)寫(xiě)入無(wú)限次；

ctl_c退出程序。

通道選擇開(kāi)關(guān)1N0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ABC收發(fā)進(jìn)程1115共享內(nèi)存實(shí)例**數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義typedefstruct{ intch; /*通道號(hào)*/ doublepower;/*被測(cè)數(shù)據(jù)*/}data;116//shm_com.h**/*Acommonheaderfiletodescribethesharedmemorywewishtopassabout.*/#include<unistd.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<signal.h>#include<sys/types.h>#define NUMBER8typedefstruct{ intch; doublepower;}data;117//shm1.c**#include"shm_com.h"intexitSig=0;voidexitProc(intn){ printf("Ctrl_C\n"); exitSig=1; raise(SIGHUP);}intmain(){ intshm_id,i; key_tkey;

data*p_map,*pshmwr,wdata;

(void)signal(SIGINT,exitProc); key=ftok(".",'a'); if(key==-1) perror("ftokerror");

shm_id=shmget(key,sizeof(data)*NUMBER,IPC_CREAT|0666); if(shm_id==-1){ perror("shmgeterror"); return; }118

p_map=(data*)shmat(shm_id,NULL,0); if(p_map==(data*)-1){ perror("shmaterror"); return; } while(!exitSig) { pshmwr=p_map; for(i=0;i<NUMBER;i++) { wdata.ch=i; wdata.power=drand48()*10.0;/*隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)*/

memcpy(pshmwr,&wdata,sizeof(data)); printf("ch=%dpower=%f\n",pshmwr->ch,pshmwr->power); pshmwr++; sleep(1); } } if(shmdt(p_map)==-1) perror("detacherror");}119//shm2.c**#include"shm_com.h"intexitSig=0;voidexitProc(intn){ printf("Ctrl_C\n"); exitSig=1; raise(SIGHUP);}intmain(){ intshm_id,i; key_tkey; data*p_map,*pshmrd,rdata;

(void)signal(SIGINT,exitProc); key=ftok(".",'a'); if(key==-1) perror("ftokerror");

shm_id=shmget(key,sizeof(data)*NUMBER,IPC_CREAT|0666); if(shm_id==-1){ perror("shmgeterror"); return; }120

p_map=(data*)shmat(shm_id,NULL,0); if(p_map==(data*)-1){ perror("shmaterror"); return; } while(!exitSig){ pshmrd=p_map; for(i=0;i<NUMBER;i++) {

memcpy(&rdata,pshmrd,sizeof(data));

printf("ch=%dpower=%f\n",rdata.ch,rdata.power); pshmrd++; sleep(1); } }

if(shmdt(p_map)==-1)

perror("detacherror"); if(shmctl(shm_id,IPC_RMID,NULL)==-1)

perror("shmctlerror");}121課外補(bǔ)充（1）信號(hào)量**在多用戶、多任務(wù)系統(tǒng)中，對(duì)某一資源排他操作信號(hào)量提供對(duì)進(jìn)程間共享資源訪問(wèn)控制機(jī)制，相當(dāng)于內(nèi)存中的標(biāo)志。進(jìn)程可以根據(jù)它判定是否能夠訪問(wèn)某些共享資源，同時(shí)，進(jìn)程也可以修改該標(biāo)志。除了用于訪問(wèn)控制外，還可用于進(jìn)程同步。共享資源（M/IO）122信號(hào)量**信號(hào)量對(duì)臨界段操作，需要確保只有一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占P（sv)操作若sv>0則sv-1，若sv=0則讓進(jìn)程暫停，等待對(duì)共享資源的操作V(sv)操作如果有等待對(duì)共享資源的操作的進(jìn)程，即等待Sv>0，則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。如果沒(méi)有等待進(jìn)程，則sv+1臨界有效（空閑）時(shí)，sv=true(>0)，執(zhí)行P(sv)操作,使得sv變?yōu)閒alse,臨界忙臨界無(wú)效（忙）時(shí)，V(sv),sv=true123信號(hào)量API

**信號(hào)量操作UNIX采用信號(hào)量數(shù)組打開(kāi)或創(chuàng)建信號(hào)量semget()

信號(hào)量值操作semop()獲得或設(shè)置信號(hào)量屬性semctl()

124信號(hào)量的創(chuàng)建*#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/sem.h>Intsemget(Key_tkey,intnum_sems,intsem_flags)功能：創(chuàng)建一個(gè)新的信號(hào)量，或者獲取一個(gè)已存在的信號(hào)量ID。類似于文件打開(kāi)操作，返回類似于文件描述符的值，信號(hào)量描述符。返回值： 成功~非零值（>0），失敗~-1參數(shù)說(shuō)明：key~標(biāo)識(shí)信號(hào)量資源。與文件名類似。用于不同的進(jìn)程間使用同一個(gè)信號(hào)量的Key；Num_sems:信號(hào)量個(gè)數(shù)。對(duì)于一個(gè)資源，常定義為1；Sem_flags:信號(hào)量訪問(wèn)權(quán)限，如，IPC_CREAT|0666125范例：信號(hào)量**intopenSemId(key_tkey){intsemid; semid=semget(key,1,IPC_CREAT|0666);if(semid==-1){ perror("semget");return-1;}returnsemid;}126*信號(hào)量控制int

semctl(int

semid,int

semnum,int

cmd,union

semun

arg);功能：對(duì)信號(hào)量進(jìn)行一系列的控制。Semid~要操作的信號(hào)描述符Semnum~信號(hào)的個(gè)數(shù)（0：代表1個(gè)信號(hào)量）信號(hào)量是數(shù)組。Cmd~操作的命令.經(jīng)常用的兩個(gè)值是:SETVAL(設(shè)置信號(hào)量的初值)IPC_RMID(刪除信號(hào)量).arg是一個(gè)給cmd的參數(shù).unionsemun{ intval; structsemid_ds*buf; unsignedshort*arry;}127范例：信號(hào)量初始化**intsetSemvalue(intsemid){ unionsemunsemUnion; semUnion.val=1; if(semctl(semid,0,SETVAL,semUnion)==-1)return-1; return1;}128范例：信號(hào)量操作—?jiǎng)h除操作**intdelSemaphore(intsemid){ if(semctl(semid,0,IPC_RMID)==-1){ perror("semctlIPC_RMID"); return-1; } return1;}129信號(hào)量操作（P、V）intsemop(intsemid,structsembuf*semops,unsignednsops);功能： 改變信號(hào)量值。參數(shù)：semid~semget()的返回值，信號(hào)量的描述符；Sops~指向一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針； structsembuf{ shortsem_num; //=0（代表第一個(gè)信號(hào)量） shortsem_op; //(-1,1)p,v shortsem_flg; //SEM_UNDO }nsops~sops結(jié)構(gòu)體數(shù)組的個(gè)數(shù),一般設(shè)為1。

130*structsembuf{ shortsem_num;//=0（代表第一個(gè)信號(hào)量） shortsem_op; //(-1,1)p,v shortsem_flg; //SEM_UNDO }Sem_num:欲處理的信號(hào)編號(hào)，0代表第一個(gè)信號(hào)量sem_op:-1:對(duì)資源加鎖(P操作）+1：對(duì)資源解鎖（V操作）sem_flg=SEM_UNDO表示進(jìn)程沒(méi)有釋放信號(hào)量而終止的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)釋放該進(jìn)程所使用的信號(hào)量。131范例：信號(hào)量操作—P操作**intlockShrMem(intsemId){structsembufsops;sops.sem_num=0;sops.s