进程间通信方式

本文介绍了进程间通信(IPC)的各种方式,包括管道(命名管道和匿名管道)、共享内存、消息队列和信号量。管道提供了一种半双工的通信方式,匿名管道适用于有亲缘关系的进程,而命名管道可用于任意本机进程间通信。共享内存是最快的IPC形式,允许进程直接操作同一块物理内存。消息队列允许进程按消息块发送和接收数据,而信号量主要用于进程同步和互斥控制。

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        因为进程的独立性,所以导致进程间进行数学据通信将变得非常麻烦,操作系统不得不提供方法来使进程间能够通信
  为什么要进程通信:进程间的协作(事件通知,数据传输,进程控制)
  想办法能够让两个进程通信:提供一个介质能够让多个进程都能访问
  操作系统为我们提供进程间通信的方式不止一种,因为通信的公共介质有所不同,因此进程间方式其实不止一种
  进程间通信方式:

管道:(命名管道/匿名管道)
       

     传输数据资源,内核的一块缓冲区,操作系统提供的管道操作接口就是基础I/O接口
       原理:操作系统为进程提供一个双方都能访问的缓冲区


      匿名管道:

              仅仅适用于具有亲缘关系的进程间通信,因为匿名管道其他进程找不到,因此也就没办法通信
        所以只能通过子进程复制父进程的方法,让子进程能够访问到相同的管道,来实现通信。(管道的操作:io操作--文件描述符)
        管道是一个半双工通信:单向通信,所以一个管道使用的时候就必须确定数据流向,但是又不能一创建就确定,因为操作系统不确定谁读谁写
        因此操作系统就提供两个描述符来供你们使用,一个读,一个写,这样的确定方向就是将对应的一段关闭就可以,这样操作系统就把方向的
        控制权交给我们用户了
       接口:pipe(int fd[2])   fd[0]-读  fd[1]-写
       读写特性:
           管道的读写默认操作是阻塞操作
           如果管道没有数据,则读阻塞,那么read则一直等待,直到有数据
           如果管道数据满了,则写堵塞,那么write则一直等待,直到有数据被读取出来
           如果写入段关闭,read读完所有数据之后,返回0
           如果所有read读取端关闭,write将触发异常,操作系统发送SIGPIPE信号,通知我们,读取端都关闭了(这个信号会导致我们write端进程退出)
           读取数据量不大于PIPE_BUF时,管道可以保证读写的原子性(读写操作不会被打断,造成数据混乱问题)
           同步:保证一个操作访问的时序性(我操作完了,你再操作)
           互斥:保证操作的同一时间唯一访问(我操作的时候,你不能操作)
       数据的流式服务:体现的是数据的发送和接收的;读写的灵活性
             数据没有边界,容易粘包(多条数据连接到一起了,接收方没办法分辨数据界限)
       生命周期:所有进程退出,管道销毁
        
       Syetem V 标准的进程间通信,共享内存,消息队列,信号量
       Posix 共享内存,消息队列,信号量,互斥量,条件变量,读写锁


      命名管道:


         有名字:体现在文件系统可见性,因为其他进程都能看到这个管道文件,因此都能打开,可以用于任意(本机)进程间通信
         半双工(单项通信)
         流式服务
       读写特性
          mkfifo    不仅具备匿名管道的读写特性,并且还有自己的打开特性 
         匿名管道是直接打开了,pipe接口直接返回的文件描述符
         命名管道创建之后,并不会直接打开,需要我们用户自己open打开,后续操作
              如果没有一方以写的方式打开,以读方式打开的时候就会阻塞
              如果没有一方以读的方式打开,以写方式打开的时候就会阻塞
              如果以读写,将不会阻塞


      共享内存:


         多个进程映射到自己的虚拟空间,实现数据共享,操作这个虚拟空间就是操作这块物理内存。共享内存速度快,不用将数据拷贝到内存空间。
         这是进程间通信中最快的一种:
         其他的进程间通信方式,都会涉及到将用户空间的数据拷贝到内核空间(因为公共的缓冲区都在内核空间),这是两部操作(拷入/拷出)
         然而共享内存的原理是多个进程共同映射到自己的虚拟空间,实现数据共享,操作这个虚拟地址就是操作这块物理内存,
         相较于其他的通信方式,少了两步用户空间和内核空间传参 的拷贝过程,因此速度最快
         共享内存的操作步骤:         共享内存的生命周期随内核
            1.创建/打开一块共享内存
            2.将这块共享内存映射到自己的虚拟地址空间
            3.各种内存的操作
            4.解除映射关系
            5.删除共享内存          ipcs -m  查看共享内存信息     ipcrm -m shmid删除共享内存


     消息队列:


         在内核中创建一个消息队列,其他的所有进程都可以通过相同的IPC_KEY打开消息队列
         这个时候既可以想队列中放数据,也可以从队列中拿数据
         但是这样的数据就有可能会拿错,拿到自己的数据,因此消息队列中能够放的数据是有类型的数据块,并且读写的时候只能按消息块来发送/接收


     信号量:


         并不是用来进行数据传输的,是用来进程控制(进程间的同步于互斥)的。
         信号量是一个具有等待队列计数器
             获取资源就是对计数器-1
             释放资源就是对计数器进行+1
             有没有资源就是判断计数器是否大于0,没有资源等待,有资源则获取资源
             同步:如果现在没有资源,等待,等待别人释放资源,别人释放资源后会通知等待的人。
             互斥:一元信号量实现互斥(计数不是0就是1)。      
             

【基于QT的调色板】是一个使用Qt框架开发的色彩选择工具,类似于Windows操作系统中常见的颜色选取器。Qt是一个跨平台的应用程序开发框架,广泛应用于桌面、移动和嵌入式设备,支持C++和QML语言。这个调色板功能提供了横竖两种渐变模式,用户可以方便地选取所需的颜色值。 在Qt中,调色板(QPalette)是一个关键的类,用于管理应用程序的视觉样式。QPalette包含了一系列的颜色角色,如背景色、前景色、文本色、高亮色等,这些颜色可以根据用户的系统设置或应用程序的需求进行定制。通过自定义QPalette,开发者可以创建具有独特视觉风格的应用程序。 该调色板功能可能使用了QColorDialog,这是一个标准的Qt对话框,允许用户选择颜色。QColorDialog提供了一种简单的方式来获取用户的颜色选择,通常包括一个调色板界面,用户可以通过滑动或点击来选择RGB、HSV或其他色彩模型中的颜色。 横渐变取色可能通过QGradient实现,QGradient允许开发者创建线性或径向的色彩渐变。线性渐变(QLinearGradient)沿直线从一个点到另一个点过渡颜色,而径向渐变(QRadialGradient)则以圆心为中心向外扩散颜色。在调色板中,用户可能可以通过滑动条或鼠标拖动来改变渐变的位置,从而选取不同位置的颜色。 竖渐变取色则可能是通过调整QGradient的方向来实现的,将原本水平的渐变方向改为垂直。这种设计可以提供另一种方式来探索颜色空间,使得选取颜色更为直观和便捷。 在【colorpanelhsb】这个文件名中,我们可以推测这是与HSB(色相、饱和度、亮度)色彩模型相关的代码或资源。HSB模型是另一种常见且直观的颜色表示方式,与RGB或CMYK模型不同,它以人的感知为基础,更容易理解。在这个调色板中,用户可能可以通过调整H、S、B三个参数来选取所需的颜色。 基于QT的调色板是一个利用Qt框架和其提供的色彩管理工具,如QPalette、QColorDialog、QGradient等,构建的交互式颜色选择组件。它不仅提供了横竖渐变的色彩选取方式,还可能支持HSB色彩模型,使得用户在开发图形用户界面时能更加灵活和精准地控制色彩。
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