17进程间通信.txt

进程间通信详解
本文介绍了四种进程间通信(IPC)的方式:剪切板、匿名管道、命名管道和邮槽,并详细解释了每种方式的特点及应用场景,特别是命名管道和邮槽在网络通信中的使用。
因为位于同一进程中的多个线程共享一个地址空间,因此线程间通信非常简单。
然而,每个进程拥有4GB地址空间都是私有的,一个进程不能访问另一个进程地址空间的数据,因此进程间通信困难些。
网络程序是在两个进程,或多个进程间的通信。
4种进程间通信方式:剪切板、匿名管道、命名管道、邮槽。
剪切板:
(延迟提交技术,为了提高资源利用率,避免浪费内存空间,第一次调用SetClipboardData函数,将hMem参数设置为NULL,在剪切板上以指定的剪切板格式设置一个空剪切板数据块。然后直到其他进程需要数据或自身进程需要终止运行时再次调用SetClipboardData函数,这时才真正提交数据.)
在把数据放置到剪切板之后,一定要记得调用CloseClipboard函数关闭剪切板,否则其他进程将无法打开剪切板。
匿名管道:
是一个未命名的、单项管道,通常用来在一个父进程和一个子进程之间传输数据。匿名管道只能实现本地机器上两个进程间的通信,而不能实现跨网络的通信。
CreatePipe
匿名管道主要用来在父子进程间进行通信,利用匿名管道实现父子进程间通信时,需要注意一点:因为匿名管道没有名称,所以只能在父进程中调用CreatePipe函数创建子进程,将管道的读、写句柄传递给子进程。
命名管道:
命名管道通过网络来完成进程间的通信,它屏蔽了底层的网络协议细节,在不了解网络协议的情况下,也可以利用命名管道来实现进程间通信。
  命名管道和匿名管道的区别:
匿名管道只能在本地机器上的父子进程间进行通信,而命名管道不仅可以再本机上实现两个进程间的通信,还可以跨网络实现两个进程间的通信。
命名管道式围绕Windows文件系统设计的一种机制,采用"命名管道文件系统(Named Pipe File System,NPFS)",客户机和服务器可利用标准Win32文件系统函数(ReadFile,WriteFile)。
命名管道服务器和客户机的区别在于:服务器是唯一一个有权创建命名管道的过程,只有它才能接受管道客户机的连接请求,客户机只能同一个现成的命名管道服务器建立连接。管道服务器只能在Windows NT或Windows 2000.客户机可以使windows 95或98.但服务器必须是NT或2000.
命名管道提供两种基本通信模式:字节模式和消息模式.
  字节模式:数据以一个连续的字节流的形式在客户机和服务器之间流动.
  消息模式:客户机和服务器则通过一系列不连续的数据单位,进行数据的收发,每次在管道上发出了一个消息后,它必须作为一条完整的消息读入。
CreateNamedPipe
创建类向导还是不太清楚 哎???????
利用C语言编程时,如果想要指定两个反斜杠,那么在代码中就需要输入四个反斜杠。
对同一个命名管道实例来说,在某一时刻,它只能和一个客户端进行通信。
  具体是:在服务器端调用CreateNamedPipe创建命名管道之后,调用ConnectNamedPipe函数让服务器端进程等待客户端进程连接到该命名管道实例上。在客户端,首先调用WaitNamedPipe函数判断当前是否可以利用命名管道实例,如有,CreateFile打开实例,建立连接。
邮槽:
邮槽是基于广播通信体系设计出来的,它采用无连接的不可靠的数据传输。邮槽是一种单向通信机制,创建邮槽的服务器进程读取数据,打开邮槽的客户机进程写入数据。(为保证邮槽在各种Windows平台下都能够正常工作,在传输消息的时候,应将消息长度限制在424字节一下)
CreateMaillot
邮槽只能进行单向通信,想技能读,又能发送,在同一个程序同时实现邮槽的服务器端(读取端)和客户端(发送端)。邮槽是基于广播通信的(可实现一对多的单向通信)。
总结:
剪切板和匿名管道只能实现同一台机器上两个进程间的通信,而不能实现跨网络的通信;命名管道和邮槽不仅可以实现同一台机器上两个进程的通信,还可以实现跨网络的进程间通信;另外,邮槽可以实现一对多通信,而命名管道只能是点对点的单一的通信,但邮槽的缺点是数据量较小,通常都是424字节一下,如果数据量大,可以命名管道。



<think>嗯,用户现在问的是进程间通信中传递文件描述符的示例代码,特别提到了"ipcfiledescriptorpassexample"。我得先仔细看看用户的引用内容,特别是用户提供的两个引用。引用[1]里主要提到了用户空间的cprintf和fprintf的区别,强调了使用文件描述符1(标准输出)的方法,还提到了在user/lsfd.c中的例子,其中dup和close的用法。用户还提到LAB5中的重定向部分,可能是在sh.c里实现重定向的代码片段。这些内容涉及到文件描述符的复制和重定向,但可能用户真正关心的是如何在不同进程之间传递fd,而不是同一个进程内的重定向。引用[2]则警告同步写操作可能阻塞事件循环,特别是在高负载情况下,管道未及时读取或慢速终端/文件系统时的影响。这里提到管道和进程输出流的性能问题,虽然和IPC有关,但更侧重于性能警告而非传递fd的方法。结合用户当前的问题,用户可能是在开发需要进程间传递文件描述符的应用,比如父子进程或无关进程之间共享打开的文件或套接字。用户可能需要具体的代码示例,尤其是UNIX域套接字传递fd的经典方法。接下来需要判断之前的对话历史,但根据提供的引用和当前问题,用户可能是在一个类Unix系统(比如Linux)环境下编程,可能是在做系统级的开发或涉及底层IPC的项目。引用[1]提到的user/lsfd.c和user/sh.c可能来自某个教学操作系统(如xv6),但用户的实际需求更偏向通用场景。用户真正的需求应该是跨进程传递文件描述符的示例,而不是同一个进程内的重定向(如dup2)。因此,应该重点放在使用sendmsg/recvmsg的系统调用方法上,特别是通过UNIX域套接字传递fd。此外,用户可能关心错误处理和权限问题,比如fd传递后的权限继承。需要准备一个清晰的示例代码,展示两个进程(父进程和子进程)如何通过socketpair创建通道,父进程打开文件并发送fd,子进程接收并使用。要注意结构体msghdr的使用,以及SCM_RIGHTS控制消息的处理。同时要强调close-on-exec标志的重要性,避免fd泄露,还有传递后的fd是新的,但指向相同的打开文件表项。此外,用户可能存在的深层疑问包括:多个进程共享同一个文件描述符时的偏移量管理(通常共享文件表项所以偏移同步),或者传递fd后原进程关闭文件是否影响接收进程(不会,因为内核会维护引用计数)。这些在解答中可以适当提及,确保用户理解原理。最后,生成的相关问题应该围绕使用场景、错误处理、性能影响(如引用[2]提到的阻塞问题)以及替代方法,帮助用户更全面地应用此机制。</think> 以下是一个通过UNIX域套接字传递文件描述符的经典实现,基于`sendmsg`/`recvmsg`系统调用(附详细注释): ```c #include <sys/socket.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> // 发送文件描述符 void send_fd(int socket, int fd_to_send) { struct msghdr msg = {0}; char buf[CMSG_SPACE(sizeof(int))]; // 控制消息缓冲区 struct iovec io = { .iov_base = (void*)"ABC", .iov_len = 3 }; // 有效负载数据 // 设置消息头 msg.msg_iov = &io; msg.msg_iovlen = 1; msg.msg_control = buf; msg.msg_controllen = sizeof(buf); // 设置控制消息 struct cmsghdr* cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET; cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS; cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(int)); *((int*)CMSG_DATA(cmsg)) = fd_to_send; // 嵌入文件描述符 if (sendmsg(socket, &msg, 0) < 0) { perror("sendmsg"); exit(EXIT_FAILURE); } } // 接收文件描述符 int recv_fd(int socket) { struct msghdr msg = {0}; char buf[512]; // 数据缓冲区 struct iovec io = { .iov_base = buf, .iov_len = sizeof(buf) }; char ctrl_buf[CMSG_SPACE(sizeof(int))]; // 设置消息头 msg.msg_iov = &io; msg.msg_iovlen = 1; msg.msg_control = ctrl_buf; msg.msg_controllen = sizeof(ctrl_buf); if (recvmsg(socket, &msg, 0) < 0) { perror("recvmsg"); exit(EXIT_FAILURE); } // 提取控制消息 struct cmsghdr* cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg); if (cmsg && cmsg->cmsg_level == SOL_SOCKET && cmsg->cmsg_type == SCM_RIGHTS) { int received_fd = *((int*)CMSG_DATA(cmsg)); return received_fd; // 返回收到的文件描述符 } return -1; // 未找到有效描述符 } int main() { int sv[2]; // socket pair if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sv) < 0) { perror("socketpair"); exit(EXIT_FAILURE); } pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 子进程 close(sv[0]); // 关闭父进程端 int fd = recv_fd(sv[1]); printf("Child received fd: %d\n", fd); write(fd, "Hello from child\n", 17); // 使用传递的fd close(fd); close(sv[1]); } else { // 父进程 close(sv[1]); // 关闭子进程端 int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644); if (fd < 0) { perror("open"); exit(EXIT_FAILURE); } send_fd(sv[0], fd); // 发送文件描述符 close(fd); // 关闭不影响子进程 close(sv[0]); wait(NULL); // 等待子进程结束 } return 0; } ``` ### 关键机制说明: 1. **控制消息传递**:通过`struct msghdr`的`msg_control`字段,使用`SCM_RIGHTS`类型传递文件描述符[^1] 2. **内核级传递**:传递的描述符会在接收进程中创建新的文件描述符,但指向相同的打开文件表项 3. **引用计数**:发送方关闭描述符不会影响接收方,内核会维持引用计数[^2] 4. **跨进程共享**:通过传递描述符实现多个进程共享同一个文件句柄 ### 注意事项: 1. **描述符泄漏**:确保发送后关闭不需要的描述符,避免资源泄漏 2. **阻塞风险**:同步操作在高负载系统中可能阻塞事件循环[^2] 3. **权限验证**:接收方应验证描述符的读写权限 4. **原子性操作**:`sendmsg/recvmsg`保证描述符传递的原子性 > 测试文件 `test.txt` 将被父子进程共享写入,运行后查看文件内容可验证操作成功
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