IO进程 day06

10. 线程间的通信机制

10.5. 死锁

 是指两个或两个以上的进程/线程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去

死锁产生的必要条件

1. 互斥使用，即当资源被一个线程使用(占有)时，别的线程不能使用
2. 不可抢占，资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源，资源只能由资源占有者主动释放。
3. 请求和保持，即当资源请求者在请求其他的资源的同时保持对原有资源的占有。
4. 循环等待，即存在一个等待队列：P1占有P2的资源，P2占有P3的资源，P3占有P1的资源。这样就形成了一个等待环路。
   注意当上述四个条件都成立的时候，便形成死锁。当然，死锁的情况下如果打破上述任何一个条件，便可让死锁消失。

11. 进程间通信机制

11.1. 进程间的通信方式

1. 传统的通信方式：无名管道，有名管道，信号
2. system V IPC对象：共享内存，消息队列，信号灯集
3. BSD：套接字

11.2.无名管道

特点

1. 只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信
2. 半双工的通信模式
3. 管道可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写可以使用文件IO如read、write函数.
4. 管道是基于文件描述符的通信方式。当一个管道建立时，它会创建两个文件描述fd[0]和fd[1]。其中fd[0]固定用于读管道，fd[1]固定用于写管道。

pipe

#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);

 功能：创建无名管道
 参数：int pipefd[2]创建的文件描述符，下标为0，1对应两个文件描述符
 返回值：成功返回0，失败返回EOF
注意

1. 管道中读取空了之后，没有数据时，读取阻塞

    char buf[32] = "";     // 写入和读取的地址
	// 管道中没有数据时，读取阻塞
	read(pipefd[0], buf, 5);
	printf("buf = %s\n", buf);

2. 管道中写满了数据，写入阻塞，写满：64k，至少读出4k空间才能进行写操作

    char full[65536] = "";	// 写满(64k = 65536)
    char arr[4096] = "";	// 空出4k空间
    // 管道中写满数据时，写入阻塞
    write(pipefd[1], full, 65536);
	// 读出4k空间
	read (pipefd[0], arr, 4096);
	
    printf("write befor\n");
    write(pipefd[1], "a", 1);
    printf("write after\n");

3. 关闭读端，写操作会导致管道破裂，进程结束，收到SIGPIPE

    // 关闭读端，写操作会导致管道破裂，进程结束，收到SIGPIPE
    close(pipefd[0]);
    write(pipefd[1], "a", 1);
    printf("write after\n");

11.3. 有名管道

特点

1. 有名管道可以使互不相关的两个进程互相通信
2. 有名管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中可见，但内容存放在内存中
3. 通过文件IO来操作
4. 先进先出
5. 写满和读空时阻塞
6. 不支持lseek操作

mkfifo

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

 功能：创建有名管道
 参数：
  const char *pathname管道文件名
  mode_t mode文件权限，8进制数表示0777
 返回值：成功返回0，失败返回EOF，更新error
注意

1. 在打开管道时，只有完成读端和写端都打开的操作后，才会完成打开管道文件的操作，否则会在打开管道文件的位置阻塞