进程间通信与信号基础

管道通信：分为无名和有名管道

无名管道：

 为了进程间能够通信，调用系统创建管道作为存储空间，以队列模式先进先出，管道头部文件描述符hfd，尾部文件描述符tfd，需要两个进程PCB相同，则PB为PA的子进程，fork创建PB进程继承了PA进程的PCB，也就继承了文件描述符

此管道只能应用于具有亲缘关系的通信，父子或兄弟关系（无名管道不记录在系统当中）

管道里没有内容，读不出来会读阻塞

管道满了，写不进去会写阻塞

创建单向管道

#include<unistd.h>

int pipe(int pipefd[2]);

功能：创建一个单向管道

参数：pipefd[0]指向读端，pipefd[1]指向写端

返回值：成功返回0，失败返回-1，errno被设置

代码测试:

有名管道是一种文件类型的管道，该类型文件的特点是内容始终为0，只起到进程间通讯的作用

有名管道对于进程之间的关系没有要求

使用mkfifo（3）创建，依然是队列思想，先进先出

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

int mkfifo(const char*pathname,mode_t mode);

功能：创建一个管道类型的文件，文件必须读写两端同时打开

参数：

pathname： 指定文件名自

mode：指定文件权限，最终权限mode&~umask

返回值：成功返回0，失败返回-1.errno被设置

 测试结果如下：

信号的基础知识

什么是信号：软中断，软件实现的中断机制，使用中断处理程序

进程再执行过程中，如果有信号到来，进程调用信号处理程序，处理完毕进程继续执行

每个进程都有信号的处理程序，继承父进程

系统为用户提供了多少信号？（kill -l可以查看）

 常用

2号信号，终止进程（ctrl+c）

3号信号，ctrl+\

9号信号，杀死进程

10、12自定义

11、段错误信号

14、闹钟信号

17、子进程终止发给父进程的回收资源信号

信号一般经过三个过程，产生、递达、处理

信号的产生

①硬件产生信号 ctrl+c等等

②使用命令产生信号  kill -信号编号

③使用系统调用或库函数发送 kill（2）、raise（3）、alarm（2）

从产生到处理之前信号都处于一个未决状态，称这种信号叫做未决信号，可以设置进程为信号进行阻塞

信号的处理有三种方式

①缺省处理

②忽略处理

③用户自定义处理

信号处理函数的注册signal（2）

#include<signal.h>

typedef void(*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler);

功能：改变进程的信号处理函数

参数：

signum：指定信号编号

handler：指定处理函数

返回值：

错误：返回SIG_ERR，errno被设置

成功：返回原来信号处理函数的入口地址

handler：

①SIG_IGN 信号忽略，SIGKILL和SIGSTOP不可忽略

②SIG_DFL 缺省处理

③自定义函数

其中SIGKILL和SIGSTOP不可忽略

信号的发送

#include<sys/types.h>

#include<signal.h>

int kill(pid_t pid,int sig);

功能：发送信号给进程和进程组

参数：

pid：指定了目标进程的pid

sig：指定了信号编号

返回值

成功返回0

失败返回-1，errno被设置

#include<unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

功能：设置一个闹钟，到seconds指定秒时，产生SIGALRM信号，将信号发送给当前进程，默认是终止进程

参数：

seconds 指定的秒数，如果是0，将取消原来设置的所有闹钟，所有未决闹钟都被取消

返回值：

原来无设置闹钟返回0

原来设置闹钟返回闹钟的未决时间

 

#include<unistd.h>

int pause(void);

功能：等待信号

返回值：当信号到达调用完信号处理函数后再返回-1，errno被设置

注：忽略信号不能唤醒pause，自定义信号可以，pause使用时CPU会被让出，等待信号处理才会唤醒

 信号阻塞的设置

信号集类型分为信号掩码集和未决信号集

信号掩码集：用来指示线程阻塞的信号的集合。通俗地讲，信号掩码用来表示哪些信号会被线程阻塞

未决信号集：信号已经产生了，但是还没有成功送达给线程处理的集合

 信号集相关操作：

定义一个信号集是sigset_t

#include<signal.h>

int sigemptyset(sigset_t *set);

功能：将信号集初始化为空

参数：set是要指定初始化的信号集地址

返回值：成功返回0，失败返回-1，errno被设置

int sigfillset(sigset_t *set);

功能:将信号集初始化为满，也就是包含所有信号

参数返回值同上

int sigaddset(sigset_t*set,int signum);

功能：将信号添加到信号到信号集中

参数

set 指定信号集

signum 指定信号编号

返回值同上

int sigdelset(sigset_t *set,int signum);

功能:将信号从信号集中移除

参数返回值同上

 int sigismember(const sigset_t*set,int signum);

功能：测试信号是否是信号集的一员

参数同上

返回值：

成功：返回1代表是，0代表不是

失败：返回-1，errno被设置

int sigpromask(int how,const sigset_t*set,sigset_t *oldset);

功能：检查和改变阻塞信号集

参数：

set：指定信号掩码集

oldset：如果不为空，将进程原来的信号掩码集保存到这里

how：

SIG_BLOCK：将set和当前进程信号掩码集合并

SIG_UNBLOCK：将set集合中信号从当前进程信号掩码集中移除

SIG_SETMASK：将set设置为进程的信号掩码集

返回值：

成功：返回0

失败：返回-1，errno被设置

int sigpending(sigset_t*set);

功能：审查当前进程的未决信号

参数：

set：将当前进程的未决信号集返回到set指定的地址空间里

返回值：

成功 返回0

失败 返回-1 errno被设置

代码测试：

 注：信号的丢失

有些信号在阻塞时输入多次的时候，只会被执行一次，叫做不可靠信号（1-31号信号）

没有信号丢失的称为可靠信号，也叫实时信号（34-64号信号）