进程间通信

为什么进程间要通信

数据传输

一个进程需要将它的数据发送给另一个进程

资源共享

多个进程之间共享同样的资源

通知事件

一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它们发生了某种事情。

进程控制

有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有操作，并能够及时知道它的状态改变。

关闭管道

关闭管道只需要将两个文件描述符关闭即可，可以使用普通的close函数逐个关闭。

管道通信

什么是管道

管道是单向的、先进先出的，它把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程（写进程）在管道尾部写入数据，另一个进程（读进程）从管道的头部读出数据。

管道类型

管道包括无名管道和有名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者可用于运行于同一系统中的任意两个进程间的通信。

管道用于不同进程间通信。通常先创建一个管道，在通过fork函数创建一个子进程，该子进程会继承父进程所创建的管道描述符。

注意事项：

必须在系统调用fork()前调用pipe()，否则子进程将不会继承文件描述符。

命名管道（FIFO）和无名管道基本相同，但也有不同点：无名管道只能由父子进程使用；但是通过命名管道，不相关的进程也能交换数据。

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

pathname: FIFO文件名
mode:属性（同文件操作）

一旦创建了一个FIFO,就可用open打开它，一般的文件访问函数（close、read、write等）都可用于FIFO。

当打开FIFO时，非阻塞标识（O_NONBLOCK）将对以后的读写产生影响：
1、没有使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时进程将阻塞。如果试图读取空的FIFO，将导致进程阻塞。
2、使用O_NONBLOCK:访问要求无法满足时不阻塞，立刻出错返回。errno是ENXIO。

共享内存是被多个进程共享的一部分物理内存。共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法，一个进程向共享内存区域写入了数据，共享这个内存区域的所有进程就可以立刻看到其中的内容。

实现

共享内存实现分两个步骤：
1、创建共享内存，使用shmget函数
2、映射共享内存，将这段创建的共享内存映射到具体的进程空间去，使用shmat函数。

创建

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

key:

1、0/IPC_PRIVATE：当key的取值为IPC_PRIVATE，则函数shmget()将创建一块新的共享内存；如果key取值为0，而参数shmflg中又设置IPC_PRIVATE这个标志，则同样会创建一块新的共享内存。
2、大于0的32位整数：视参数shmflg来确定操作。

size:

1、大于0的整数：新建的共享内存大小，以字节为单位0：
2、只获取共享内存时指定为0

shmflg:

模式标志参数，使用时需要与IPC对象存取权限（如0600）进行|运算来确定共享内存的存取权限
1、0：取共享内存标识符，若不存在则函数会报错
2、IPC_CREAT：当shmflg&IPC_CREAT为真时，如果内核中不存在键值与key相等的共享内存，则新建一个共享内存；如果存在这样的共享内存，返回此共享内存的标识符
3、IPC_CREAT|IPC_EXCL：如果内核中不存在键值 与key相等的共享内存，则新建一个共享内存；如果存在这样的共享内存则报错

返回值：如果成功，返回共享内存标识符；如果失败，返回-1。

映射

void* shmat(int shmid, char *shmaddr, int flag)

参数：

第一个参数，shm_id是由shmget函数返回的共享内存标识。
第二个参数，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。
第三个参数，shm_flg是一组标志位，通常为0。

返回值：
如果成功，则返回共享内存映射到进程中的地址；如果失败，则返回-1。

解除映射

当一个进程不再需要共享内存时，需要把它从进程地址空间中脱离

int shmdt(char *shmaddr);

参数shmaddr是shmat函数返回的地址指针，调用成功时返回0，失败时返回-1.

该函数用于将共享内存从当前进程中分离。注意，将共享内存分离并不是删除它，只是使该共享内存对当前进程不再可用。

共享内存控制

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

第一个参数，shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符。

第二个参数，command是要采取的操作，它可以取下面的三个值 ：
IPC_STAT：把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值，即用共享内存的当前关联值覆盖shmid_ds的值。
IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds结构中给出的值
IPC_RMID：删除共享内存段

第三个参数，buf是一个结构指针，它指向共享内存模式和访问权限的结构。