进程通信 - d11¶
回顾：¶
进程的退出方式 - 主函数执行完毕，遇到return语句
执行了 exit() 或 _Exit() 函数
用信号强行退出进程
wait()和waitpid()函数 - 让父进程等待子进程结束，区别在于wait()等待任意一个子进程的结束；waitpid()可以选择等待的子进程，也可以选择不等待，直接返回。
vfork()+execl() 方式创建进程，子进程不会复制父进程的任何资源，而是直接使用父进程的资源，导致父进程阻塞，直到调用execl()函数为止。换而言之：execl()会让父子进程并行。
信号 - Unix系统的软件中断的方式。自定义信号处理的代码结构：
#include <signal.h> //信号专用的头文件
void fa(int signo){ .... } //信号处理函数
int main(){
...;
signal(SIGXXX,fa); //设置信号处理方式
...;
}
今天：
信号 - 父子进程的信号处理方式继承性、信号发送函数、
信号集和信号屏蔽、信号的相关函数(sleep()/usleep())、计时器
IPC - 进程间通信(两个或多个进程间的数据交互)
父子进程之间的信号处理方式：
fork()创建的子进程对于信号的处理方式 完全继承 父进程的信号处理方式(与父进程的信号处理方式一样)。
vfork()+execl()创建的子进程，部分继承父进程的信号处理方式。父进程是默认或忽略的，子进程会继承下来；
父进程是自定义处理函数，子进程会改为默认处理(因为子进程中没有 父进程处理函数的代码的)。
fork()之前的代码只有父进程执行一次，fork()之后的代码 父子进程分别执行一次(执行两次)。
信号的发送方式
1 键盘发送信号(部分)
ctrl+c -> 信号2
ctrl+\ -> 信号3
2 硬件故障发送信号(部分)
内存没有映射 -> 段错误
硬盘上的文件映射出错 -> 总线错误
3 kill 命令发送信号 (全部)
kill -信号值 进程PID
4 信号发送函数(程序员的方式)
raise() alarm() kill() sigqueue() ...
讲 kill()和alarm()，严格来说，alarm()不算一个信号发送函数
int kill(pid_t pid,int signo)
// 函数功能： 给进程发送信号
// 参数： pid 代表某个或某些进程，使用方式和waitpid()一样
// >0 代表某个进程
// -1 代表给所有 有发送权限的进程发送信号
// 0 代表给本组进程发送信号
// <-1 代表给进程组ID是-pid的进程发送信号
// signo 就是发送信号的值
// 成功返回0，失败返回 -1 。
// 注： 可以用 0 信号 测试 是否有发送信号的权限，而不会有任何附带的问题。
/*
sleep() 和 usleep()
功能都是休眠，区别在于 sleep() 以秒作为单位，usleep()以微秒为单位。
sleep()的结束可能是时间到了，也可能是被 未忽略的信号打断，此时将返回休眠的剩余秒数。
/*
信号的产生和到来时间都是无法控制的。因此在执行一些关键代码时，信号有可能带来负面影响。
解决方案：使用信号屏蔽技术。信号屏蔽 不是 阻止 信号的到来，而是 暂时忽略信号的处理，直到解除信号屏蔽后再 处理信号。
信号屏蔽 需要使用 信号集，信号集 就是 信号的集合。不是所有信号都可以被屏蔽，比如信号 9 。
long long int -> 64位整数
信号集 可以看出一个 超大的整数。类型是：sigset_t 。一个数据结构包括：逻辑结构、物理结构、运算结构。通常的运算结构包括：
创建、销毁、增加、删除、修改、查询，其他功能。其中，修改不是必须的，先删除后增加 也可以实现修改的效果。
信号集提供了以下功能函数：
sigaddset() - 增加信号
sigdelset() - 删除信号
sigfillset() - 增加所有信号
sigemptyset() - 删除所有信号
sigismember() - 查询某个信号是否存在
在信号集中，倒数第n位代表 信号n，权重是 2的n-1次方。
信号屏蔽 由 sigprocmask() 实现，解除信号屏蔽也使用这个函数。
int sigprocmask(int how,sigset_t* new,sigset_t* old)
// 函数功能： 屏蔽信号 或者 解除信号屏蔽
// 参数： how 是屏蔽的算法，包括三个值，实际上使用SIG_SETMASK即可。就是 直接使用 new作为新的屏蔽
// new 新的信号屏蔽集
// old 屏蔽之前的 信号屏蔽集 ，用于 解除屏蔽，如果不需要考虑解除屏蔽，old 用 NULL 即可。
// 返回 0 代表成功，-1 代表失败。
sigaction() 是 signal()的增强版，拥有更多的功能。
计时器 - 一段时间以后开始运行某个功能，每隔一段时间再次运行
相对于alarm()，计时器精确到 微秒。(纯了解内容)
计时器的原理就是 一段时间后 每隔一段时间 产生一个信号，然后在信号处理时执行 相应的代码。计时器包括：真实、虚拟和实用三种，一般使用的是 真实计时器。
计时器函数: setitimer()设置计时器 、getitimer()获取当前计时器
setitimer(ITIMER_REAL,&timer,0);
进程间通信 - IPC¶
常见的IPC包括：
文件
信号 (signal)
管道
共享内存
消息队列
信号量集(semaphore arrays)
网络编程socket
........
其中，共享内存、消息队列和信号量集 遵循相同的规范，因此统称为XSI IPC。
IPC 的原理都是一样的，都是通过 媒介进行数据交互，这个媒介基本上是 内存或者硬盘上的文件。
管道( pipe )
管道的交互媒介是 一种特殊的文件，叫 管道文件。
管道 分为 有名管道和无名管道，无名管道 只能用于 fork()创建的父子进程之间IPC，有名管道没有限制。
命令 touch 、函数open() 等 都不能创建出管道文件，管道文件的创建 必须使用 mkfifo命令 或 mkfifo() 函数。但 读写管道文件的函数和 普通文件 一样。
如果只对管道文件进行读操作 或者 写操作，会 卡住(阻塞)，数据无法交互。必须 同时 具备 读操作和写操作 ，数据 才能正常传输，传输完成后，文件中 不会存留 数据。
管道是最古老的IPC方式之一，但 目前较少使用。
mkfifo b 创建管道文件
ls > b
另外一个终端 ： cat b
练习&作业：
用管道文件实现IPC，从pipea.c 发送100个 int 到 pipeb.c。和读写普通文件的方式一样。
example¶
/*
* /alarm.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void fa(int signo){
printf("时间到了，该起床了\n");
//exit(0);
alarm(1);
}
int main(){
signal(SIGALRM,fa);
alarm(3);//3秒后发送信号SIGALRM
//alarm(0);//取消闹钟
while(1);
}
/*
* fork.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void fa(int signo){
printf("捕获了信号%d\n",signo);
}
int main(){
signal(SIGINT,fa);
signal(SIGQUIT,SIG_IGN);
//printf("begin\n");
pid_t pid = fork();
//printf("end\n");
if(pid==0){
//signal(SIGINT,SIG_DFL);
printf("cpid=%d\n",getpid());
while(1);
}
printf("father over\n");
}//练习: 测试vfork()+execl() 信号继承效果
/*
* itimer.c
*/
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
void fa(int signo){
printf("I am superman!\n");
}
int main(){
signal(SIGALRM,fa);
struct itimerval timer;
timer.it_interval.tv_sec = 1;//间隔秒数
timer.it_interval.tv_usec = 100000;//微秒数
timer.it_value.tv_sec = 5;//开始秒数
timer.it_value.tv_usec = 0;
setitimer(ITIMER_REAL,&timer,0);
while(1);
}
/*
* kill.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void fa(int signo){
printf("捕获了信号%d\n",signo);
}
int main(){
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
signal(SIGINT,fa);
sleep(10);
printf("child over\n");
exit(0);
}
sleep(1);
kill(pid,SIGINT);
printf("father over\n");
}
/*
* proc.c
*/
int main(){
while(1);
}
/*
* sigprocmask.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
void fa(int signo){
printf("捕获了信号%d\n",signo);
}
int main(){
printf("pid=%d\n",getpid());
signal(SIGINT,fa); signal(50,fa);
printf("执行普通代码，没有屏蔽信号\n");
sleep(15);
printf("执行关键代码，开始屏蔽信号\n");
sigset_t set,old; sigemptyset(&set);
sigaddset(&set,2);sigaddset(&set,50);
int res=sigprocmask(SIG_SETMASK,&set,&old);
if(res==-1) perror("sigmask"),exit(-1);
sleep(15);
/*sigset_t pend;
sigpending(&pend);
if(sigismember(&pend,2))
printf("信号2来过\n");*/
printf("关键代码结束，解除信号屏蔽\n");
sigprocmask(SIG_SETMASK,&old,NULL);
sleep(15);
}
/*
* sigset.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
int main(){
sigset_t set;
printf("size=%d\n",sizeof(set));
printf("%d\n",set);//有警告
sigemptyset(&set);printf("%d\n",set);//0
sigaddset(&set,2);printf("%d\n",set);//+2
sigaddset(&set,3);printf("%d\n",set);//+4
sigaddset(&set,7);printf("%d\n",set);//+64
sigdelset(&set,3);printf("%d\n",set);
if(sigismember(&set,2) == 1)
printf("信号2存在\n");
else printf("信号2不存在\n");
return 0;
}
/*
* sleep.c
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void fa(int signo){
printf("捕获了信号%d\n",signo);
}
int main(){
signal(SIGINT,fa);
printf("开始休眠\n");
int res = sleep(10);
if(res == 0) printf("睡的好\n");
else printf("被打断了，剩余%d秒\n",res);
usleep(10000);//0.01秒
printf("很快\n");
}
/*
* vfork.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void fa(int signo){
printf("捕获了信号%d\n",signo);
}
int main(){
signal(SIGINT,fa);
signal(SIGQUIT,SIG_IGN);
pid_t pid = vfork();
if(pid==0){
printf("cpid=%d\n",getpid());
execl("./proc","proc",NULL);
}
printf("father over\n");
}
all:
gcc -m32 -o alarm alarm.c
gcc -m32 -o fork fork.c
gcc -m32 -o itimer itimer.c
gcc -m32 -o kill kill.c
gcc -m32 -o proc proc.c
gcc -m32 -o sigprocmask sigprocmask.c
gcc -m32 -o sigset sigset.c
gcc -m32 -o sleep sleep.c
gcc -m32 -o vfork vfork.c
clean:
rm -rf alarm \
fork \
itimer \
kill \
proc \
sigprocmask \
sigset \
sleep \
vfork \