Linux下进程间通信

进程通信的概念

进程通信的场景

• 数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程，发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。
• 数据共享：多个进程想要操作共享数据，一个进程对共享数据的修改，别的进程应该立刻看到。
• 通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知他们发生了某种某种事件
• 进程控制：有些进程希望控制另一个进程的运行。

进程通信的方式

无名管道(pipe)以及有名管道(named pipe)

无名管道可用于具有父进程和子进程之间的通信。有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，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。如查看某个进程：

ps -ef | grep cmds

信号(signal)

信号用于通知接受进程有某种事件发生，如主进程忽略子进程退出的信号，而避免产生僵尸进程：

void fork_test4()
{
//主进程忽略子进程的信号，避免产生僵尸进程
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

int ipid = fork();

if (ipid == 0){
sleep(10);
printf("子进程销毁 ");
return;
}else{
sleep(200);
}
}

消息队列(message)

消息队列是消息的链接表，进程可以向队列中添加消息，其他的进程则可以读走队列中的消息。

共享内存

使得多个进程可以访问同一块内存空间。

信号灯(semaphore)

也叫信号量，主要作为进程之间对共享资源加锁的手段。

套接字(socket)

还可用于不同机器之间的进程间通信。

共享内存

相关函数

Linux 中提供了一组函数用于操作共享内存，它们声明在头文件sys/shm.h中：

shmget函数

shmget函数用来获取或创建共享内存，它的声明为：

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

• key：是共享内存键值，是一个整数，是共享内存在系统中的编号，不同共享内存的编号不能相同，key用16进制表示比较好
• size：待创建的共享内存的大小，以字节为单位
• shmflg：共享内存的访问权限，与文件权限一样，0666|IPC_CREAT表示全部用户对它可读写，如果共享内存不存在，就创建一个共享内存。
• 返回0成功，返回-1失败

shmat函数

把共享内存连接到当前进程的空间地址，它的声明如下：

void *shmat(int shm_id, const void * she_addr, int shmflg);

• shm_id是由shmget函数返回的共享内存标示
• shm_addr：指定共享内存连接到当前进程中的地址位置，通常为空，表示让系统来选择共享内存的地址。
• shm_flg：是一组标志位，通常为0
• 调用成功时返回一个指向共享内存第一个字节的指针，如果调用失败返回-1.

shmdt函数

该函数用于将共享内存从当前进程中分离，相当于shmat函数的反操作。它的声明如下：

int shmdt(const void *shmaddr);

• shmaddr：是shmat函数返回的地址指针 。
• 调用成功返回0，失败返回-1。

shmctl函数

删除共享内存，它的声明如下：

int shmctl(int shm_id, int command, struct shmid_ds * buf);

• shm_id：是shmget函数返回的共享内存标示符
• command：IPC_RMID
• buf：0

注意：用root创建的共享内存，不管创建的权限是什么，普通用户都无法删除。

代码演示

下面的代码中，子进程先创建共享内存，父进程获取共享内存数据并删除该共享内存：

#include <iostream>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>

 

int shm_key =0x555 ;

 

void create(){
int shm_id;

 

if ((shm_id = shmget(shm_key,1024,0777|IPC_CREAT))== -1){
printf("create shared memory failed \n");
return;
}

 

char* p_addr = nullptr;
p_addr = static_cast<char *>(shmat(shm_id, nullptr, 0));
sprintf(p_addr,"current pid : %d",getpid());
printf("shared memory :%s\n",p_addr);
shmdt(p_addr);
}

 

 

void read(){
int shm_id;
if ((shm_id = shmget(shm_key,1024,0777|IPC_CREAT))== -1){
printf("get shared memory failed \n");
return;
}
char* p_addr = nullptr;
p_addr = static_cast<char *>(shmat(shm_id, nullptr, 0));
printf("current pid :%d ,shared memory data:%s \n",getpid(),p_addr);
shmdt(p_addr);

 

if ((shmctl(shm_id,IPC_RMID, nullptr))== -1){
printf("delete shared memory failed !\n");
return;
}
}

 

 

int main() {
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
if (fork() == 0){
sleep(5);
create();
} else{
sleep(10);
read();
}

 

return 0;
}

在代码运行中可以用pics -m 可以查看当前用户有读取权限的共享内存，用ipcrm -m 共享内存编号，可以手动删除共享内存。