文档介绍：进程间通信
(munication,IPC)简介
Linux下的进程通信手段基本上是从UNIX平台上的进程通信手段继承而来的。而对UNIX发展做出重大贡献的两大主力AT&T的贝尔实验室及BSD(加州大学伯克利分校的伯克利软件发布中心)在进程间的通信方面的侧重点有所不同。前者是对UNIX早期的进程间通信手段进行了系统的改进和扩充,形成了“system V IPC”,其通信进程主要局限在单个计算机内;后者则跳过了该限制,形成了基于套接口(socket)的进程间通信机制。而Linux则把两者的优势都继承了下来。
UNIX进程间通信(IPC)方式包括管道、FIFO以及信号。
System V进程间通信(IPC)包括System V消息队列、System V信号量以及System V共享内存区。
Posix 进程间通信(IPC)包括Posix消息队列、Posix信号量以及Posix共享内存区
linux进程之间的通信主要有下面几种
1 管道pipe(无名管道)和命名管道fifo:管道用于有亲缘关系进程间的通信,命名管道还允许无亲缘关系进程间通信
2 信号signal:在软件层模拟中断机制,通知进程某事发生
3 消息队列:消息的链表包括posix消息队列和SystemV消息队列
4 共享内存:多个进程访问一块内存主要以同步
5 信号量:进程间同步
6 套接字socket:不同机器间进程通信
下面是对它们的详解:
(1)管道(Pipe)及有名管道(named pipe):管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道,除具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信。
(2)信号(Signal):信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟,它是比较复杂的通信方式,用于通知进程有某事件发生,一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求效果上可以说是一样的。
(3)消息队列(Messge Queue):消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列和SystemV消息队列。它克服了前两种通信方式中信息量有限的缺点,具有写权限的进程可以按照一定的规则向消息队列中添加新消息;对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读取消息。
(4)共享内存(Shared memory):可以说是最有用的进程间通信方式,是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计。它使得多个进程可以访问同一块内存空间,不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据的更新。这种通信方式需要依靠某种同步机制,如互斥锁和信号量等。
(5)信号量(Semaphore):主要作为进程之间以及同一进程的不同线程之间的同步和互斥手段。
(6)套接字(Socket):这是一种更为一般的进程间通信机制,它可用于网络中不同机器之间的进程间通信,应用非常广泛。
信号
信号概念
信号是进程在运行过程中,由自身产生或由进程外部发过来的消息(事件)。信号是硬件中断的软件模拟(软中断)。信号是unix进程通信最古老的方法。信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互,内核进程利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。它可以在任何时候发给某一进程,而无需知道该进程的状态。如果该进程当前并未处于执行态,则该信号就由内核保存起来,直到该进程恢复执行再传递给它为止;如果一个信号被进程设置为阻塞,则该信号的传递被延迟,直到其阻塞被取消时才被传递给进程。
一个完整的信号生命周期可以分为3个重要阶段,这3个阶段由4个重要事件来刻画的:信号产生、信号在进程中注册、信号在进程中注销、执行信号处理函数。
信号的生命周期:
每个信号用一个整型常量宏表示,以SIG开头,比如SIGCHLD、SIGINT等,它们在系统头文件<>中定义,也可以通过在shell下键入kill –l查看信号列表,或者键入man 7 signal查看更详细的说明。
信号的生成来自内核,让内核生成信号的请求来自3个地方:
用户:用户能够通过输入CTRL+c、Ctrl+\,或者是终端驱动程序分配给信号控制字符的其他任何键来请求内核产生信号;
内核:当进程执行出错时,内核会给进程发送一个信号,例如非法段存取(内存访问违规,即出现段错误)、浮点数溢出等;
进程:一个进程可以通过系统调用kill给另一个进程发送信号,一个进程可以通过信号和另外一个进程进行通信。
进程接收到信号以后,可以有如下3种选择进行处理:
接收默认处理:接收默认处理的进程通常会导致进程本身消亡。例如连接到终端的进程,用户按下CTRL+c,将导致内核向进程发送一个SIGINT的信号,进程如果不对该信号做特殊的处理,系统将采用默认的方式处理该信号,即终止进程的执行;
忽略信号:进程可以通过代