进程间通信(信号、消息队列、共享内存、信号量)

进程间通信

目录

进程间通信

1 信号

2 消息队列

3 共享内存

4 信号量

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1 信号

1.1信号的概念

        信号(signal)是一种软件中断，是UNIX系统中最为古老的进程之间的通信机制。用于在一个或多个进程之间传递异步信号。它提供了一种处理异步事件的方法，也是进程间惟一的异步通信方式。在Linux中，根据POSIX标准扩展以后的信号机制，不仅可以用来通知某种程序发生了什么事件，还可以给进程传递数据。

1.2信号的来源

信号的来源有很多种方式，按照产生条件的不同可以分为硬件方式和软件方式两种。

硬件方式

        当用户在终端上按下某键或某种组合键时，将产生信号；硬件异常产生信号。这些事件通常由硬件检测到，并将其通知给Linux操作系统内核，然后内核生成相应的信号，并把信号发送给该事件发生时的正在运行的程序。

软件方式

        用户在终端下调用kill命令向进程发送任务信号；进程调用kill或sigqueue函数发送信号；当检测到某种软件条件已经具备时发出信号，如SIGALARM信号。

1.3系统定义的信号

        每个信号都有一个编号和一个宏定义名称,这些宏定义可以在signal.h中找到。编号34以上的是实时信号,只讨论编号34以下的信号,不讨论实时信号。

使用命令kill -l可以查看系统定义的信号列表

1.4信号的产生发送

函数可以向一个进程主动地发出一个信号，我们可以通过两个函数kill和alarm来发送一个信号。

kill函数

        进程可以通过kill函数向包括它本身在内的其他进程发送一个信号，如果程序没有发送这个信号的权限，对kill函数的调用就将失败，而失败的常见原因是目标进程有另一个用户所拥有。超级用户root除外。

kill函数的原型：

#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);

参数说明：

pid：进程号

sig：信号

它的作用把信号sig发送给进程号为pid的进程，成功时返回0。
kill调用失败的原因有三种：
1.给定的信号错误(EINVAL)
2.发送权限不够(EPERM)
3.目标进程不存在(ESRCH)

alarm函数

        alarm函数给我们提供了一个闹钟的功能，进程可以调用alarm函数在经过预定时间后发送一个SIGALRM信号。

alarm函数的原型：

#include <unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

参数说明：

函数中seconds为设定的秒数，在经过seconds秒后发送一个SIGALRM信号，如果seconds为0，将取消所有一设置的闹钟请求。alarm函数的返回值时以前设置的闹钟时间的余留秒数，如果返回失败则返回-1。

1.5信号的处理

signal函数：

        程序可用使用signal函数来处理指定的信号，主要通过忽略和恢复其默认行为来工作。signal函数的原型如下：

#include <signal.h>  
void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int); 

        这是一个相当复杂的声明，耐心点看可以知道signal是一个带有sig和func两个参数的函数，func是一个类型为void (*)(int)的函数指针。该函数返回一个与func相同类型的指针，指向先前指定信号处理函数的函数指针。准备捕获的信号的参数由sig给出，接收到的指定信号后要调用的函数由参数func给出。其实这个函数的使用是相当简单的，通过下面的例子就可以知道。注意信号处理函数的原型必须为void func（int），或者是下面的特殊值：
    SIG_IGN:忽略信号
    SIG_DFL:恢复信号的默认行为