Unix学习记录（七）（进程间通信）

------信号屏蔽：

信号递送：当信号产生时，系统内核会在其维护的进程表项中，为接收信号的进程设置一个与该信号相对应的标志位，这个过程就叫递送，保存被递送信号的标志位集就叫做递送集。

信号未决：信号从产生到完成递送存在一定的时间间隔，

信号掩码：每个进程在系统内核中都有一个保存在经常表项中信号掩码，信号掩码本身也是一个信号集，凡是属于该信号集的信号，都会被阻塞与未决状态。

进程表项中存在信号未决集、信号掩码集、信号递送集。

----设置掩码和检测未决：

设置方式：使用sigprocmask函数设置掩码。使用sigpending输出未决信号集。

------现代风格的信号处理与发送：

经典风格：信号处理（signal）、信号发送（kill）

现代风格：信号处理（sigaction）、信号发送（sigqueue）

------进程间通信：

（1）为什么需要进程间通信：因为内存壁垒。

经典进程间通信包括：有名管道、无名管道。

（特点：兼容性最好，功能十分强大）

XSI进程间通信包括：共享内存、消息队列、信号量。

（特点：违背一切皆文件的设计理念）

BSD模仿网络通信的接口实现有名管道的功能：本地套接字。

------有名管道：

1）特点：有名管道有两端，一个是读端，一个是写端。可以将其看做是一个文件。

管道是存不住东西的，就是个通路，一端进行写，另一端必须进行读。

2）创建有名管道函数：mkfifo(文件路径，权限模式)

3）打开管道函数：open，使用read函数进行读取，使用close关闭管道。

------无名管道：

1）创建无名管道函数：pipe(int pipefd[2]);

参数：pipefd：输出两个文件描述符，其中pipefd[0]用于从无名管道读取数据，而pipefd[1]用于向无名管道写入数据。

2）特点：无名管道只能有一个方向，从一端读，另一端写。某个进程不能既拿写端，又拿读端。

------共享内存：

1）生成IPC对象的键

IPC对象：共享内存、消息队列、信号量集这三个合称为IPC对象。

键可以当做共享内存对象的名称。

用户用的是标识，内核中用的是地址。通过键可以获得标识，通过标识可以找到地址。

不同进程通过键访问同一个共享内存对象。

共享内存使用步骤：

函数：ftok：生成IPC对象的键（返回IPC对象的键）。

函数：shmget：创建（新的）或获取（已有的）共享内存对象（返回共享内存对象的标识）。

函数：shmat：加载共享内存（返回用户空间共享内存的起始地址）。

函数：shmdt：卸载共享内存。

注意：往用户空间放的数据，实际上是放到物理内存里了，物理内存又投射到内核空间，另一个进程也是如此。

------编程模型：（固定流程）

固定的流程。

进程1： 进程2：

获得共享内存的键 ftok 获得共享内存的键

创建共享内存 shmget 获取共享内存

价值共享内存 shmat 加载共享内存

使用共享内存 strcpy/memcpy/sprintf 使用共享内存

*pointer

卸载共享内存 shmdt 卸载共享内存

销毁共享内存

注意：

无名对象是放到内存中的；

IPC对象是被内存管理的；

用vfork创建的子进程，用_exit退出。

------消息队列：

1）逻辑模型：

一个消息中的消息指针指向下一条消息，形成类似单链表的逻辑结构。

从尾端加入（发送）新消息，从首端拿（接收）消息。

内核负责维护消息队列，整个消息队列都存在系统内核中。

2）系统限制：

限制不让链表过于大。

每个队列最大的总消息是16K。

系统限制的所有队列的总消息是：256K。

消息队列使用步骤：

1）获取消息队列的键：函数ftok

2）创建（新的）或获取（已有的）消息队列：函数msgget

3）发送消息：函数msgsend

4）接收消息：函数msgrcv

5）销毁消息队列内存：函数msgctl

编程模型：

进程1： 进程2：

获取消息队列的键 ftok 获取消息队列的键

创建消息队列 msgget 获取消息队列

发送消息队列msgsnd/msgrcv 接收发送消息

销毁消息队列 msgctl

特点分析：

消息队列更加省事了。

消息队列的效率比共享内存慢点，比管道快点。

消息队列比管道容纳的东西多。

消息队列采用链式存储，空间性能由于管道，但是时间性能略逊于共享内存。总体性能性对中庸，应用最为广泛。消息队列具有天然的同步机制，即流量控制。