#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main()
{
char r_buf[10]
char w_buf[10]
pid_t pid
int pipe_a2b[2]/* parent write, child read */
int pipe_b2a[2]/* child write, parent read */
memset(r_buf,0,sizeof(r_buf))
if(pipe(pipe_a2b)<0)
{
printf("creat pipe error\n")
exit(1)
}
if(pipe(pipe_b2a)<0)
{
printf("creat pipe error\n")
exit(1)
}
pid=fork()
if (pid == 0)
{
/* child, reader */
close(pipe_a2b[1])
close(pipe_b2a[0])
while(1)
{
read(pipe_a2b[0],r_buf,10)
printf("FIFO :%s\n",r_buf)
write(pipe_b2a[1], "c", 1)/* tells parent continue */
}
close(pipe_a2b[0])
close(pipe_b2a[1])
}
if(pid>0)
{
/* parent, writer */
close(pipe_a2b[0])
close(pipe_b2a[1])
while(1)
{
printf("please input w_buf:\n")
scanf("%s",w_buf)
write(pipe_a2b[1],w_buf,strlen(w_buf))
/* wait for the "c" from child to continue to next write */
read(pipe_b2a[0], r_buf, 10)
}
close(pipe_a2b[1])
close(pipe_b2a[0])
}
exit(0)
}
linux中的进程通信分为三个部分：低级通信，管道通信和进程间通信IPC（inter process communication）。linux的低级通信主要用来传递进程的控制信号——文件锁和软中断信号机制。linux的进程间通信IPC有三个部分——①信号量，②共享内存和③消息队列。以下是我编写的linux进程通信的C语言实现代码。 *** 作系统为redhat9.0，编辑器为vi，编译器采用gcc。下面所有实现代码均已经通过测试，运行无误。一.低级通信--信号通信
signal.c
#include
#include
#include
/*捕捉到信号sig之后，执行预先预定的动作函数*/
void sig_alarm(int sig)
{
printf("---the signal received is %d. /n", sig)
signal(SIGINT, SIG_DFL)//SIGINT终端中断信号，SIG_DFL：恢复默认行为，SIN_IGN：忽略信号
}
int main()
{
signal(SIGINT, sig_alarm)//捕捉终端中断信号
while(1)
{
printf("waiting here!/n")
sleep(1)
}
return 0
}
二.管道通信
pipe.c
#include
#define BUFFER_SIZE 30
int main()
{
int x
int fd[2]
char buf[BUFFER_SIZE]
char s[BUFFER_SIZE]
pipe(fd)//创建管道
while((x=fork())==-1)//创建管道失败时，进入循环
/*进入子进程，子进程向管道中写入一个字符串*/
if(x==0)
{
sprintf(buf,"This is an example of pipe!/n")
write(fd[1],buf,BUFFER_SIZE)
exit(0)
}
/*进入父进程，父进程从管道的另一端读出刚才写入的字符串*/
else
{
wait(0)//等待子进程结束
read(fd[0],s,BUFFER_SIZE)//读出字符串，并将其储存在char s[]中
printf("%s",s)//打印字符串
}
return 0
}
三.进程间通信——IPC
①信号量通信
sem.c
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include sem.h>
/*联合体变量*/
union semun
{
int val//信号量初始值
struct semid_ds *buf
unsigned short int *array
struct seminfo *__buf
}
/*函数声明，信号量定义*/
static int set_semvalue(void)//设置信号量
static void del_semvalue(void)//删除信号量
static int semaphore_p(void)//执行P *** 作
static int semaphore_v(void)//执行V *** 作
static int sem_id//信号量标识符
int main(int argc, char *argv[])
{
int i
int pause_time
char op_char = 'O'
srand((unsigned int)getpid())
sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT)//创建一个信号量,IPC_CREAT表示创建一个新的信号量
/*如果有参数，设置信号量，修改字符*/
if (argc >1)
{
if (!set_semvalue())
{
fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
op_char = 'X'
sleep(5)
}
for(i = 0i <10i++)
{
/*执行P *** 作*/
if (!semaphore_p())
exit(EXIT_FAILURE)
printf("%c", op_char)
fflush(stdout)
pause_time = rand() % 3
sleep(pause_time)
printf("%c", op_char)
fflush(stdout)
/*执行V *** 作*/
if (!semaphore_v())
exit(EXIT_FAILURE)
pause_time = rand() % 2
sleep(pause_time)
}
printf("/n%d - finished/n", getpid())
if (argc >1)
{
sleep(10)
del_semvalue()//删除信号量
}
exit(EXIT_SUCCESS)
}
/*设置信号量*/
static int set_semvalue(void)
{
union semun sem_union
sem_union.val = 1
if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)
return(0)
return(1)
}
/*删除信号量*/
static void del_semvalue(void)
{
union semun sem_union
if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)
fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore/n")
}
/*执行P *** 作*/
static int semaphore_p(void)
{
struct sembuf sem_b
sem_b.sem_num = 0
sem_b.sem_op = -1/* P() */
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, "semaphore_p failed/n")
return(0)
}
return(1)
}
/*执行V *** 作*/
static int semaphore_v(void)
{
struct sembuf sem_b
sem_b.sem_num = 0
sem_b.sem_op = 1/* V() */
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, "semaphore_v failed/n")
return(0)
}
return(1)
}
②消息队列通信
send.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include msg.h>
#define MAX_TEXT 512
/*用于消息收发的结构体--my_msg_type：消息类型，some_text：消息正文*/
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type
char some_text[MAX_TEXT]
}
int main()
{
int running = 1//程序运行标识符
struct my_msg_st some_data
int msgid//消息队列标识符
char buffer[BUFSIZ]
/*创建与接受者相同的消息队列*/
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT)
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d/n", errno)
exit(EXIT_FAILURE)
}
/*向消息队列中发送消息*/
while(running)
{
printf("Enter some text: ")
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin)
some_data.my_msg_type = 1
strcpy(some_data.some_text, buffer)
if (msgsnd(msgid, (void *)&some_data, MAX_TEXT, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
{
running = 0
}
}
exit(EXIT_SUCCESS)
}
receive.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include msg.h>
/*用于消息收发的结构体--my_msg_type：消息类型，some_text：消息正文*/
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type
char some_text[BUFSIZ]
}
int main()
{
int running = 1//程序运行标识符
int msgid//消息队列标识符
struct my_msg_st some_data
long int msg_to_receive = 0//接收消息的类型--0表示msgid队列上的第一个消息
/*创建消息队列*/
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT)
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d/n", errno)
exit(EXIT_FAILURE)
}
/*接收消息*/
while(running)
{
if (msgrcv(msgid, (void *)&some_data, BUFSIZ,msg_to_receive, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgrcv failed with error: %d/n", errno)
exit(EXIT_FAILURE)
}
printf("You wrote: %s", some_data.some_text)
if (strncmp(some_data.some_text, "end", 3) == 0)
{
running = 0
}
}
/*删除消息队列*/
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
exit(EXIT_SUCCESS)
}
③共享内存通信
share.h
#define TEXT_SZ 2048 //申请共享内存大小
struct shared_use_st
{
int written_by_you//written_by_you为1时表示有数据写入，为0时表示数据已经被消费者提走
char some_text[TEXT_SZ]
}
producer.c
#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include shm.h>
#include "share.h"
int main()
{
int running = 1//程序运行标志位
void *shared_memory = (void *)0
struct shared_use_st *shared_stuff
char buffer[BUFSIZ]
int shmid//共享内存标识符
/*创建共享内存*/
shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT)
if (shmid == -1)
{
fprintf(stderr, "shmget failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
/*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0)//指向共享内存第一个字节的指针
if (shared_memory == (void *)-1)
{
fprintf(stderr, "shmat failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
printf("Memory attached at %X/n", (int)shared_memory)
shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory
/*生产者写入数据*/
while(running)
{
while(shared_stuff->written_by_you == 1)
{
sleep(1)
printf("waiting for client.../n")
}
printf("Enter some text: ")
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin)
strncpy(shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ)
shared_stuff->written_by_you = 1
if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
{
running = 0
}
}
/*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/
if (shmdt(shared_memory) == -1)
{
fprintf(stderr, "shmdt failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
printf("producer exit./n")
exit(EXIT_SUCCESS)
}
customer.c
#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include shm.h>
#include "share.h"
int main()
{
int running = 1//程序运行标志位
void *shared_memory = (void *)0
struct shared_use_st *shared_stuff
int shmid//共享内存标识符
srand((unsigned int)getpid())
/*创建共享内存*/
shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT)
if (shmid == -1)
{
fprintf(stderr, "shmget failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
/*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0)//指向共享内存第一个字节的指针
if (shared_memory == (void *)-1)
{
fprintf(stderr, "shmat failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
printf("Memory attached at %X/n", (int)shared_memory)
shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory
shared_stuff->written_by_you = 0
/*消费者读取数据*/
while(running)
{
if (shared_stuff->written_by_you)
{
printf("You wrote: %s", shared_stuff->some_text)
sleep( rand() % 4 )
shared_stuff->written_by_you = 0
if (strncmp(shared_stuff->some_text, "end", 3) == 0)
{
running = 0
}
}
}
/*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/
if (shmdt(shared_memory) == -1)
{
fprintf(stderr, "shmdt failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
/*将共享内存删除,所有进程均不能再访问该共享内存*/
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed/n")
exit(EXIT_FAILURE)
}
exit(EXIT_SUCCESS)
}
摘自：
进程间通信有一种[共享内存]方式，大家有没有想过，这种通信方式中如何解决数据竞争问题？我们可能自然而然的就会想到用锁。但我们平时使用的锁都是用于解决线程间数据竞争问题，貌似没有看到过它用在进程中，那怎么办？
关于进程间的通信方式估计大多数人都知道，这也是常见的面试八股文之一。
个人认为这种面试题没什么意义，无非就是答几个关键词而已，更深入的可能面试官和面试者都不太了解。
关于进程间通信方式我之前在【这篇文章】中有过介绍，感兴趣的可以移步去看哈。
进程间通信有一种[共享内存]方式，大家有没有想过，这种通信方式中如何解决数据竞争问题?
我们可能自然而然的就会想到用锁。但我们平时使用的锁都是用于解决线程间数据竞争问题，貌似没有看到过它用在进程中，那怎么办?
我找到了两种方法，信号量和互斥锁。
直接给大家贴代码吧，首先是信号量方式：
代码中的MEOW_DEFER，它内部的函数会在生命周期结束后触发。它的核心函数其实就是下面这四个：
具体含义大家应该看名字就知道，这里的重点就是sem_init中的pshared参数，该参数为1表示可在进程间共享，为0表示只在进程内部共享。
第二种方式是使用锁，即pthread_mutex_t，可是pthread_mutex不是用作线程间数据竞争的吗，怎么能用在进程间呢?
可以给它配置一个属性，示例代码如下：
它的默认属性是进程内私有，但是如果给它配置成PTHREAD_PROCESS_SHARED，它就可以用在进程间通信中。
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360度无死角讲解进程管理，调度器的5种实现
Linux进程间通信-信号量、消息队列和共享内存
学习地址：C/C++Linux服务器开发/后台架构师【零声教育】-学习视频教程-腾讯课堂
需要C/C++ Linux服务器架构师学习资料加qun812855908获取（资料包括 C/C++，Linux，golang技术，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，协程，DPDK，ffmpeg 等），免费分享
完整代码如下：
我想这两种方式应该可以满足我们日常开发过程中的大多数需求。
锁的方式介绍完之后，可能很多朋友自然就会想到原子变量，这块我也搜索了一下。但是也不太确定C++标准中的atomic是否在进程间通信中有作用，不过看样子boost中的atomic是可以用在进程间通信中的。
其实在研究这个问题的过程中，还找到了一些很多解决办法，包括：
Disabling Interrupts
Lock Variables
Strict Alternation
Peterson's Solution
The TSL Instruction
Sleep and Wakeup
Semaphores
Mutexes
Monitors
Message Passing
Barriers
这里就不过多介绍啦，大家感兴趣的可以自行查阅资料哈。
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