Bolehkah linux mencipta pelbagai proses?

Linux boleh mencipta pelbagai proses. Linux menyokong berbilang proses dan boleh mengendalikan berbilang tugas pada masa yang sama untuk mencapai penggunaan maksimum sumber sistem. Kaedah komunikasi antara proses Linux: 1. Gunakan paip yang tidak dinamakan; 3. Gunakan isyarat tunggal;

Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem linux7.3, komputer Dell G3.

Linux boleh mencipta berbilang proses.

Linux menyokong pelbagai proses. Satu faedah sistem berbilang proses ialah ia boleh mengendalikan berbilang tugas pada masa yang sama untuk mencapai penggunaan maksimum sumber sistem.

Bab 1 Pengenalan kepada Multi-Proses Linux

1.1 Gambaran Keseluruhan

1.1.1 Konsep Proses

Dalam Linux, program yang sedang berjalan dipanggil proses.
Program: Konsep statik, ia adalah fail binari yang disusun
Proses: Konsep dinamik, apabila program berjalan, sistem secara automatik akan menjalankan Proses yang sepadan
Proses ini mengandungi tiga bahagian: blok kawalan proses (PCB), segmen kod dan segmen data
Blok kawalan proses: Ia diwakili oleh struktur dalam Linux dan merekodkan maklumat Status proses
Proses Zombie: Proses induk keluar sebelum proses anak
Jika anda mencipta proses anak, tetapi sumber proses anak tidak dikitar semula dalam proses induk, maka proses anak akan Ia menjadi proses zombie, dan proses zombie akhirnya akan dikitar semula oleh proses yang dipanggil INIT dalam sistem.
Proses init (proses No. 1) ialah proses pertama yang berjalan apabila sistem bermula dan merupakan proses nenek moyang semua proses.

1.1.2 Proses Lihat Perintah Shell

• atas Lihat maklumat proses dinamik
• ps -ef Lihat maklumat terperinci proses
• pstree Paparkan maklumat proses dalam bentuk pokok
• bg akan digantung Letakkan memulakan proses untuk berjalan di latar belakang

1.2 Proses status berjalan

1.2.1 Keadaan berjalan

• Keadaan pelaksanaan (RUNNING): Proses sedang menduduki CPU.
• Keadaan sedia (BERJALAN): Proses berada dalam barisan menunggu menunggu penjadualan.
• Tidur nyenyak (TERMASUK): Pada masa ini, proses sedang menunggu peristiwa berlaku atau beberapa sumber sistem untuk bertindak balas kepada isyarat.
• Tidur nyenyak (TIDAK GANGGUAN): Pada masa ini, proses sedang menunggu kejadian atau beberapa sumber sistem dan tidak dapat bertindak balas kepada isyarat.
• DIHENTIKAN: Proses digantung pada masa ini.
• Keadaan zombie (ZOMBIE): Proses ini tidak boleh dijadualkan pada masa ini, tetapi PCB belum dikeluarkan.

• MATI: Ini adalah proses yang ditamatkan dan PCB akan dikeluarkan

1.2 .2 Mod pengguna/mod kernel

Mod kernel: juga dipanggil ruang kernel, ia ialah kawasan di mana proses/benang kernel berada. Terutamanya bertanggungjawab untuk interaksi sistem pengendalian dan perkakasan.
Mod pengguna: Juga dipanggil Ruang pengguna, ia ialah kawasan di mana proses/benang pengguna berada. Terutamanya digunakan untuk melaksanakan program pengguna.

1. Perbezaan
Mod kernel: Kod berjalan tidak tertakluk kepada sebarang sekatan dan CPU boleh melaksanakan sebarang arahan.
Mod pengguna: tidak boleh menjadualkan CPU dan tidak boleh mengakses perkakasan terus . Kod berjalan perlu tertakluk kepada banyak semakan oleh CPU dan tidak boleh mengakses data dan program kernel secara langsung, iaitu, ia tidak boleh mengakses sebarang alamat yang sah seperti benang mod kernel.

Apabila sistem pengendalian melaksanakan program pengguna, ia berfungsi terutamanya dalam mod pengguna Ia hanya bertukar kepada mod kernel apabila ia menjalankan tugas yang tidak mempunyai kebenaran untuk diselesaikan.

2. Sebab untuk membezakan mod pengguna dan mod kernel

• Mekanisme perlindungan untuk mengelakkan proses pengguna daripada salah operasi atau kerosakan berniat jahat pada sistem

• Pastikan pengurusan sumber terpusat dan mengurangkan konflik penggunaan sumber.

3 Tukar daripada mod pengguna kepada mod kernel
(1) Panggilan sistem (aktif)
Panggilan sistem (. Panggilan sistem) ialah antara muka yang disediakan oleh sistem pengendalian kepada proses pengguna untuk meminta sistem pengendalian melaksanakan beberapa operasi istimewa, iaitu tetingkap yang menyediakan perkhidmatan kepada proses pengguna. Di bawah Linux, anda boleh menggunakan arahan man syscalls untuk melihat semua antara muka API panggilan sistem yang disediakan oleh Linux.
Memandangkan keadaan pengguna tidak dapat menyelesaikan tugasan tertentu, keadaan pengguna akan meminta untuk bertukar kepada keadaan kernel, dan keadaan kernel melengkapkan suis melalui gangguan yang dibuka khas untuk pengguna.

(2) Gangguan peranti persisian (pasif)
Peranti persisian menghantar isyarat gangguan Apabila gangguan berlaku, proses yang sedang berjalan digantung dan kernel sistem pengendalian mengendalikan proses gangguan. Jika Sebelum gangguan, CPU sedang melaksanakan atur cara mod pengguna, yang setara dengan bertukar daripada mod pengguna kepada mod kernel.
Sampukan digunakan untuk memastikan kawalan CPU diserahkan kepada sistem pengendalian supaya sistem pengendalian boleh melakukan operasi tertentu.

(3) Pengecualian (pasif)
Jika beberapa pengecualian yang tidak diketahui berlaku semasa melaksanakan program pengguna, ia akan bertukar daripada program pengguna kepada kernel untuk mengendalikan pengecualian . Program ditukar kepada keadaan kernel.

1.3 Fungsi antara muka proses

1.3.1 Proses penciptaan fork/vfork

1. fork(), vfork()
(1) Proses yang baru dibuat dipanggil proses anak, yang menyalin semua sumber proses induk (hanya disalin sekali pada masa penciptaan, secara global pada masa hadapan Nilai pembolehubah adalah berbeza ), dan tidak pasti proses ibu bapa dan anak mana yang didahulukan.

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
  		返回值:  > 0表示处于父进程中 这个时候的返回值就是**子进程进程id号**
                  ==0 表示处于子进程中
                  < 0 创建进程出错
                  
#include <sys/types.h>
  		 #include <unistd.h>
		pid_t vfork(void);

(2) **vfork()** Proses anak berkongsi semua sumber proses induk Ia mestilah proses anak yang berjalan dahulu dan kemudian ibu bapa proses ( Walaupun anda menambah sleep() untuk mengganggu secara buatan, ia tidak berguna)
(3) Nota
Hasil penggunaan exit() dalam proses anak adalah berbeza sama sekali daripada tidak menggunakannya
Sama ada tidur () digunakan dalam proses ibu bapa-anak ) untuk melepaskan kepingan masa cpu juga berbeza
Sama ada wait() digunakan dalam proses induk, hasil waitpid() juga berbeza

(4) Perlaksanaan Suis Proses

1.3.2 Proses exit exit/_exit

1. exit(), _exit()

    #include <stdlib.h>
    void exit(int status); 
	void _exit(int status);
	参数：
          status --->进程退出时的状态
          status在实际编写程序中是可以自己约定的：
          比如：  exit（2）----》出现打开文件错误
                  exit（3）----》出现段错误（逻辑错误）
                  exit（0）----》正常退出
		  返回：  void
	
	区别：
          exit（）在退出的时候会刷新IO缓冲区，然后才退出（负责任的退出）
          _exit() 直接退出（不负责任的退出）

1.3.3 Tunggu proses anak keluar (proses induk mengitar semula sumber) tunggu/tunggupid

1. tunggu()

	#include <sys/wait.h>
    pid_t wait(int *stat_loc);
   返回值：你回收的那个子进程的id号
   参数：stat_loc --》保存子进程退出时的状态信息(不仅仅只是返回值)
  		 stat_loc里面不仅仅只是保存了exit退出时的数值，它还保存了子进程退出时是哪个信号让它退出的，		
  	    出错了是什么原因导致的。

2 waitpid()

pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options); 回收子进程/进程组
    参数： pid ----》你指定要回收的那个子进程的id
           		<-1   等待进程组号为-pid中的某个子进程退出                                 					
           	   	 -1      等待任意一个子进程
                ==0     	等待本进程组中的某个子进程退出
			    > 0 		等待PID为pid的进程
			stat_loc-----》存放子进程退出状态（可为NULL） 	
            options ----》一般设置为0
						WNOHANG  当没有子进程时立即返回
						WUNTRACED 当有子进程被暂停时立即返回
                        WCONTINUED  当有子进程收到SIGCONT立即返回
	返回值：-1 执行失败
			> 0 成功 返回值为被回收的进程的PID
			0  指定了WNOHANG，且没有已退出的子进程

1.3.4 Dapatkan id proses – getpid

（1）获取自己的id    getpid（）
		#include <unistd.h>
		pid_t getpid(void);  返回值：就是该进程的id号
（2） 获取父进程id    getppid（）
         #include <unistd.h>
         pid_t getppid(void);  返回值：就是父进程的id号

Bab 2 Kaedah komunikasi pelbagai proses Linux

Sama ada komunikasi antara proses atau komunikasi antara benang. Ini semua tentang menyelesaikan satu masalah: peruntukan sumber yang dikongsi (menyelaraskan akses proses/benang yang berbeza kepada sumber yang dikongsi)

2.1 Kaedah komunikasi antara proses

1. Kaedah komunikasi antara proses tradisional

• Paip tanpa nama
• Paip bernama
• Isyarat

2. Objek Sistem V IPC

• Memori Dikongsi
• Barisan Mesej
• Semaphore

3 >

Soket rangkaian (soket)

2.1.1 Paip paip tanpa nama

Ciri-ciri: Komunikasi antara proses yang paling asli

Ia hanya boleh berkomunikasi antara proses dengan
pertalian (proses bapa-anak, proses adik-beradik Ia tidak mempunyai nama (ia wujud
boleh Dicipta dalam bahagian antara Linux dan Windows (fail paip tidak akan dijana sama sekali), tetapi paip yang terkenal tidak akan berfungsi (fail paip akan dihasilkan
Komunikasi separuh dupleks.

2. Penggunaan paip tanpa nama

(1) Buat paip()

    #include <unistd.h>
   int pipe(int fildes[2]);
   参数：fildes[2]里面放的是两个文件描述符fildes[0]，fildes[1]
         fildes[0] 读端
         fildes[1] 写端
   返回值：成功返回0    失败返回-1

(2) Hantar dan terima maklumat paip

myid = fork();        //创建子进程
if(myid == 0)
{
	write(fd[1],"dad,thanks!",20); //子进程向父进程发送消息
	close(fd[1]);
	close(fd[0]);
	exit(0);
}
else if(myid > 0)  
{
	read(fd[0],buf,20);   //父进程阻塞接受子进程消息
	printf("buf is:%s\n",buf);
	close(fd[1]);
	close(fd[0]);
}

2.1.2 Paip Dinamakan (FIFO)

Ciri: Boleh digunakan antara mana-mana dua proses

Tidak boleh dibuat dalam perkongsian antara linux dan windows;
• Jaminan atomicity penulisan (atomicity: sama ada jangan buat, atau buat sekali gus tanpa gangguan dari dunia luar); > (Kod umum menggunakan fungsi akses() untuk menentukan sama ada ia wujud. Jika paip dengan nama yang sama sudah wujud, ia tidak boleh dibuat lagi
• Ingat untuk menutupnya selepas digunakan; 🎜>Apabila paip berakhir dengan
• Baca sahaja membuka paip dan ia akan menyekat sehingga proses lain membuka paip dalam mod tulis sahaja
, maka ia tidak akan menyekat; dibuka dalam mod baca-tulis, Ia tidak akan disekat.
• Komunikasi dupleks penuh, separuh dupleks.
• 2. Penggunaan paip terkenal (1) Buat mkfifo()
• (2) FIFO proses penghantaran dan penerimaan

2.1.3 Isyarat tunggal

   #include <sys/types.h>
   #include <sys/stat.h>
   int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
  参数：pathname 有名管道的路径名
       	mode：权限  0666
	  返回值：0 成功
			  -1 失败

Apabila program (proses) berjalan, dunia luar akan menghantar isyarat kepada program dari semasa ke semasa, program ini menghadapi dua pilihan:

Tidak Berurusan dengannya (sekat/abaikan)

fifo_read.c :-----------》

#define FIFO1  "myfifo1"
#define FIFO2  "myfifo2"
int main(void) {
	int my_fd,fd1,fd2;
	char r_buff[30];
    char w_buff[30];
	bzero(r_buff,30);
	
	if(access(FIFO1,F_OK)==-1) {
		my_fd = mkfifo(FIFO1,0664);	//创建管道1
		if(my_fd == -1) {
			perror("failed!\n");
			return -1;
		}
	}
	
	if(access(FIFO2,F_OK)==-1) {
		my_fd = mkfifo(FIFO2,0664);	//创建管道2
		if(my_fd == -1) {
			perror("failed!\n");
			return -1;
		}
	}
		
	fd1 = open(FIFO1,O_RDONLY); //只读打开管道1，获取管道文件描述符
	if(fd1==-1) {
		printf("open fifo1 file failed!\n");
		exit(0);
	}
	fd2 = open(FIFO2,O_WRONLY);	//只写打开管道2，获取管道文件描述符
	if(fd2==-1)	{
		printf("open fifo2 file failed!\n");
		exit(0);
	}
	
	while(1) {
		bzero(r_buff,30);
		read(fd1,r_buff,sizeof(r_buff));  //读取管道1的消息
		printf("client receive message  is: %s\n",r_buff);
		printf("client please input a message!\n");
		fgets(w_buff,30,stdin);
		write(fd2,w_buff,30);  //发送信息给管道2
	}
	close(fd2);
	close(fd1);
	
	return 0;
}

fifo_write.c :-----------》
#define FIFO1  "myfifo1"
#define FIFO2  "myfifo2"
int main(void)
{
	int my_fd,fd1,fd2;
	char w_buff[30];
	char r_buff[30];
	bzero(w_buff,30);
	if(access(FIFO1,F_OK)==-1) {
		my_fd = mkfifo(FIFO1,0664);
		if(my_fd == -1) {
			perror("failed!\n");
			return -1;
		}
	}
	
	if(access(FIFO2,F_OK)==-1) {
		my_fd = mkfifo(FIFO2,0664);
		if(my_fd == -1) {
			perror("failed!\n");
			return -1;
		}
	}
	
	fd1 = open(FIFO1,O_WRONLY);
	if(fd1==-1) {
		printf("open fifo1 file failed!\n");
		exit(0);
	}
	fd2 = open(FIFO2,O_RDONLY);
	if(fd2==-1) {
		printf("open fifo2 file failed!\n");
		exit(0);
	}
	while(1) {
		bzero(w_buff,30);
		printf("server please input a message!\n");
		fgets(w_buff,30,stdin);  
		write(fd1,w_buff,strlen(w_buff));  //写入消息到管道1文件
		read(fd2,r_buff,30);  //读取信息从管道2
		printf("server receive message is:%s\n",r_buff);
	}
	close(fd1);
	close(fd2);
	
	return 0;
}

Menyekat: bermaksud menutup isyarat dan tunggu sehingga program selesai dijalankan sebelum bertindak balas

Abaikan: buang isyarat Balas padanya

1. Terdapat isyarat Mana: bunuh -l semak

 1) SIGHUP	 2) SIGINT	 3) SIGQUIT	 4) SIGILL	 5) SIGTRAP
 6) SIGABRT	 7) SIGBUS	 8) SIGFPE	 9) SIGKILL	10) SIGUSR1
11) SIGSEGV	12) SIGUSR2	13) SIGPIPE	14) SIGALRM	15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT	17) SIGCHLD	18) SIGCONT	19) SIGSTOP	20) SIGTSTP
21) SIGTTIN	22) SIGTTOU	23) SIGURG	24) SIGXCPU	25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM	27) SIGPROF	28) SIGWINCH	29) SIGIO	30) SIGPWR
31) SIGSYS	34) SIGRTMIN	35) SIGRTMIN+1	36) SIGRTMIN+2	37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4	39) SIGRTMIN+5	40) SIGRTMIN+6	41) SIGRTMIN+7	42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9	44) SIGRTMIN+10	45) SIGRTMIN+11	46) SIGRTMIN+12	47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14	49) SIGRTMIN+15	50) SIGRTMAX-14	51) SIGRTMAX-13	52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11	54) SIGRTMAX-10	55) SIGRTMAX-9	56) SIGRTMAX-8	57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6	59) SIGRTMAX-5	60) SIGRTMAX-4	61) SIGRTMAX-3	62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1	64) SIGRTMAX

（1）1到31号信号称作非实时信号：不支持队列（如果同时来了多个信号，响应是没有规律）
（2）用户自定义的信号 10) SIGUSR1 12) SIGUSR2
（3） 34到64号信号叫做实时信号：支持队列，是linux系统中后面添加进来的信号
信号类似于中断： 硬件 软件
以上信号有两个很特殊：SIGKILL，SIGSTOP不能够被忽略，也不能被阻塞

2、信号相关的操作函数
（1）发送信号kill（）

 #include <signal.h>
 int kill(pid_t pid, int sig);
 参数：
   pid ----》进程的id
			正数：要接收信号的进程的进程号
			0：信号被发送到所有和pid进程在同一个进程组的进程
			-1：信号发给所有的进程表中的进程(除了进程号最大的进程外)
   sig ----》信号名字
   返回值：0 成功
		   -1 出错

（2）信号的捕捉 signal（）

 #include <signal.h>
 void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);  // SIGKILL
         参数：sig ----》你需要捕捉的那个信号
               void (*func)(int) ----》函数指针,回调函数，捕捉到对应的信号的时候就调用该函数；第二个参数除了可以传递一个函数指针意外，还可以使用以下两个宏定义：
                SIG_IGN ---->你捕捉到的那个信号会被忽略
                SIG_DFL-----》你捕捉的信号会采用系统默认的方式响应
		返回值：成功：设置之前的信号处理方式
			出错：-1

（3）等待信号 pause（）

#include <unistd.h>
int pause(void);
	返回值：-1 把error值设为EINTR
			0 成功

（4）信号的阻塞
每个进程都有属于它自己的一个信号掩码（也就是该进程在运行的过程中会阻塞掉的那些信号就被称作信号掩码）。
关于信号掩码操作的一系列函数：

#include <signal.h>

  		int sigemptyset(sigset_t *set)：清空信号掩码
        int sigfillset(sigset_t *set)：将所有的信号添加到信号掩码中
        int sigaddset(sigset_t *set, int signum)：将特定的信号添加到信号掩码中 
  		int sigdelset(sigset_t *set, int signum)：将特定的信号从掩码中删除
  		int sigismember(const sigset_t *set, int signum)：判断某个信号在不在该掩码中
		参数：sigset_t ----》存储被进程阻塞的信号

（5）配置信号掩码 sigprocmask（）—阻塞或解除阻塞信号

    #include <signal.h>
 	int sigprocmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset)
	参数：
      how ---》SIG_BLOCK 将set所包含的信号添加到原来的信号掩码中
              SIG_SETMASK 用set去替换原来的信号掩码
              SIG_UNBLOCK 将set中包含的信号从原来的掩码中删除
      set ---》新的信号掩码
      oset ---》原本的信号掩码
 				原本进程中信号掩码包含了：SIGINT ,SIGCONT

（6）捕捉指定信号并获取信号携带信息sigaction（）

#include <signal.h>
int sigaction(int sig, const struct sigaction *restrict act, struct sigaction *restrict oact);
参数：
  	sig ---》你要捕捉的那个信号
    act ---》你需要捕捉的信号对应的响应函数就定义在这个结构体
    oact ---》原来的
    struct sigaction
    {
        void(*) (int)     sa_handler ----》 信号的响应函数
        sigset_t          sa_mask  ---》信号的掩码
        int               sa_flags ----》  SA_SIGINFO
        void(*) (int, siginfo_t * ，void ）---》信号的响应函数
     }
	sa_flags ---》等于SA_SIGINFO，那么信号的响应函数是void(*) (int, siginfo_t * ，void ）
          		不等于，那么信号的响应函数是void(*) (int) 
   siginfo_t---》/usr/include/i386-linux-gnu/bits/siginfo.h 保存的是信号的状态信息，信号的标号，发送该信号的进程的id等等这些

2.1.4 共享内存

查看共享内存: ipcs -m
删除共享内存: ipcrm -m 共享内存的id
SYSTEM-V ipc通信方式：共享内存、信号量、消息队列。

1、共享内存特点：跟mmap（）思想上有些类似

• 在进程通信方式中共享内存是效率最高的，进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝；
• 如果代码不人为地删除共享共享内存，那么程序退出的时候它还在；

• 多个进程共享一段内存，因此也需要依靠某种同步机制，如互斥锁和信号量等

2、共享内存对应的一系列操作函数
（1）创建共享内存：shmget（）

#include <sys/shm.h> 
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
返回值：成功—共享内存对象的mid（标识符） 出错—-1
参数：key----》创建共享内存需要用到的键值
      size----》内存空间的大小（字节）
      shmflg----》设置属性  IPC_CREAT   IPC_EXCL    0666组合
      
key键值的获取有两种方法：
 **方法一**：使用ftok（）生成键值
            #include <sys/types.h>
            #include <sys/ipc.h>
            key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
            参数：pathname----》 路径名
                  proj_id----》整数
                 ftok(“.”  ,  11)  生成一个唯一的key值
            进程1：ftok(“.”  ,  11)  ----》shmget( 100);.............
       		进程2：ftok(“/home/gec”  ,  11)  ----》shmget( 106); 
				   无法通信，要确保键值一致才能通信
       
 **方法二：**不使用ftok（），程序员自己写个数字  
          shmget((key_t)1234, size_t size, int shmflg);

（2） 映射共享内存到用户空间 shmat（）

#include <sys/shm.h>
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
 返回值：成功—映射到用户空间的那片地址的首地址   出错—-1
 参数：shmid ----》使用shmget的返回值
      shmaddr----》一般设置为NULL 系统自动分配
       shmflg----》 SHM_RDONLY：共享内存只读
			        一般设置为0: 共享内存可读写 
			        if it is 0 and the calling process has read and write permission, the segment is attached for reading and writing.

（3）解除映射：shmdt（）

#include <sys/shm.h>
int shmdt(const void *shmaddr);
参数：shmaddr----》 shmat（）共享内存映射后的地址
返回值：成功—0 	出错—-1

（4）删除共享内存：shmctl（）

 #include <sys/shm.h>
 int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
 参数： shmid----》共享内存的id
        cmd----》IPC_RMID    删除共享内存
                 IPC_STAT  (获取对象属性)
       			 IPC_SET (设置对象属性)
        *buf----》指定IPC_STAT/IPC_SET时保存共享内存的状态信息
		返回值：成功	失败—-1

3、共享内存简单示例

shm_write.c :----------》
int main() {
	int shmid;
	int *p;
	
	// 创建共享内存
	shmid = shmget((key_t)456,1024,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
	if((shmid == -1)&&(errno == EEXIST)) {
		shmid = shmget((key_t)456,1024,0666);
	}
	
	// 映射共享内存到进程
	p = (int *)shmat(shmid,NULL,0);
	*p = 10;

	// 解除映射
	shmdt(p);
	
	// 删除内存
	//shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
	return 0;
}

shm_read.c :----------》
int main() {
	int shmid;
	int *p;
	
	// 创建共享内存
	shmid = shmget((key_t)456,1024,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
	if((shmid == -1)&&(errno == EEXIST)) {
		shmid = shmget((key_t)456,1024,0666);
	}
	
	// 映射共享内存到进程
	p = (int *)shmat(shmid,NULL,0);
	printf("p is :%d\n",*p);
	
	// 解除映射
	shmdt(p);

	// 删除内存
	shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
	
	return 0;
}

2.1.5消息队列

消息队列就是一个消息的列表。用户可以在消息队列中添加消息、读取消息等。
消息队列由消息队列ID来唯一标识
消息队列可以按照类型来发送/接收消息
消息队列的操作包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列

1、消息队列的特点
写入消息队列的信息，在编写程序的时候会人为的去设置消息的类型（用整数来表示），目的是为了其它进程在读取信息的时候能够准确地通过消息的类型判断要读取的信息。

2、消息队列操作的系列函数
（1）消息队列的创建 msgget（）

 #include <sys>
 int msgget(key_t key, int msgflg);</sys>

（2）消息队列的收发信息msgsnd（）msgrcv（）

 #include <sys/msg.h>
 int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
	参数：void *msgp ----》你要发送信息就存储在这个指针中
                  在实际的编程中我们都是定义一个结构体来存储信息
                  struct msgbuf {
                      long mtype;  ----》消息的类型
                      char mtext[100]; ----》消息的内容
                    }
                    msgsz ----》消息的长度，大小
                    msgflg ----》设置为0    除开以上三种宏定义之外的----阻塞读写

（3）消息队列的删除 msgctl（）

#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

3、消息队列通信简单示例

pthread1.c :-----------》
#define SIZE 64
//数据接收结构体
struct msg_rv
{
	int mtype;
	char msg[50];
	
};

//数据发送结构体
struct msg_snd
{
	int mtype;
	char msg[50];
};

int main(void) {
	int msgid;
	struct msg_rv data;
	struct msg_snd snddata;
	char buff[50];

	//获取msgid
	msgid = msgget((key_t)123,IPC_CREAT|0666);
	if(msgid == -1)	{
		printf("msgid failed!\n");
		return -1;
	}

	data.mtype = 88;
	snddata.mtype = 89;
	
	while(1) {
		bzero(buff,50);
		printf("please input data!\n");
		fgets(buff,50,stdin);	
		strcpy(snddata.msg,buff);
		if(strncmp(snddata.msg,"end",3)==0) {
			break;
		}
		
		msgsnd(msgid,(void *)&snddata,strlen(buff)+4,0);//得到的值发送出去
		usleep(20);
		printf("run here!\n");
		
		if(msgrcv(msgid,(void *)&data,sizeof(struct msg_rv),data.mtype,0)==-1) {
			printf("msgsnd failed!\n");
			return -1;
		}
		
		printf("receive data:%s\n",data.msg);
		if(strncmp(data.msg,"end",3)==0) {
			break;	
		}	
	}
	
	//撤消消息队列
	msgctl(msgid,IPC_RMID,0);
	return 0;
}

pthread2.c :------------------------》
#define SIZE 64
//数据接收结构体
struct msg_rv
{
	int mtype;
	char msg[50];
	
};

//数据发送结构体
struct msg_snd
{
	int mtype;
	char msg[50];
};

int main(void)
{
	int msgid;
	struct msg_rv data;
	struct msg_snd snddata;
	char buff[50];
	
	data.mtype = 89;
	snddata.mtype = 88;
		
	//获取msgid
	msgid = msgget((key_t)123,IPC_CREAT|0666);
	if(msgid == -1)	{
		printf("msgid failed!\n");
		return -1;
	}
	
	while(1) {	
		//接受
		if(msgrcv(msgid,(void *)&data,sizeof(struct msg_rv),data.mtype,0)==-1)
		{
			printf("msgsnd failed!\n");
			return -1;
		}
		printf("receive data:%s\n",data.msg);
		if(strncmp(data.msg,"end",3)==0) {
			break;
		}
		
		//发送
		printf("please input data:\n");
		bzero(buff,50);
		fgets(buff,50,stdin);
		strcpy(snddata.msg,buff);
		printf("data = %s\n",snddata.msg);
		if(strncmp(snddata.msg,"end",3)==0) {
			break;
		}
		msgsnd(msgid,(void *)&snddata,strlen(buff)+4,0);//得到的值发送出去
		printf("run here!\n");	
	}
	
	//撤消消息队列
	msgctl(msgid,IPC_RMID,0);
	return 0;
}

2.1.6 信号量

信号量协调不同进程对于共享资源的访问，它是不同进程间或一个给定进程内部不同线程间同步的机制。

1、信号量概述
（1）二值信号量
值为0或1。与互斥锁类似，资源可用时值为1，不可用时值为0
（2）计数信号量
值在0到n之间。用来统计资源，其值代表可用资源数
（3）对信号量的操作
P操作：即申请资源，亦即将信号量值减1，可能引起进程睡眠。
V操作：即释放资源，亦即将信号量值加1，V操作从不会睡眠。
等0操作：不申请也不释放资源，而是令进程阻塞直到信号量的值为0为止

2、信号量相关的接口函数
（1） 创建信号量集合semget（）

#include <sys/sem.h>
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
    参数：key ----》键值
          nsems----》你创建的信号量集中信号量的个数
          semflg----》 IPC_CREAT|0666组合
	返回值：成功—信号量ID
			出错—-1

（2）设置/删除信号量集 semctl（）

   #include <sys/sem.h>
      int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
	  返回值：成功—0 	失败—-1

（3）信号量的PV操作 semop（）
核心：信号量为 p 减一操作
v 加一操作

  #include <sys/sem.h>
  int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
  返回值：成功—0   出错—-1
  参数：semid ----》semget的返回值
        nsops ---》要操作的信号量的个数(结构体的个数)
  		sops---》信号量操作结构体
		struct sembuf {
			short  sem_num	;=>> 要操作的信号量的编号（数组下标）
			short  sem_op;   =>> 0 :  等待，直到信号量的值变成0
                            	1 :  释放资源，V操作
                           		-1 :  分配资源，P操作                    
			short  sem_flg;   =>> 0/IPC_NOWAIT/SEM_UNDO
								SEM_UNDO: 程序结束时(不论正常或不正常)，保证信号值会被重设为semop()调用前的值;
								IPC_NOWAIT: 对信号的操作不能满足时，semop()不会阻塞，并立即返回，同时设定错误信息;
		};

3、信号量协同共享内存示例代码

pthread1.c  :-----------》

int main()
{
	int semid;
	int shmid;
	char *p;
	struct sembuf mysembuf1,mysembuf2;
	
	mysembuf1.sem_num = 0;
	mysembuf1.sem_flg = SEM_UNDO;
	mysembuf1.sem_op = 1;
	
	mysembuf2.sem_num = 1;
	mysembuf2.sem_flg = SEM_UNDO;
	mysembuf2.sem_op = -1;
	
	// 创建信号量集合
	semid = semget((key_t)789,2,IPC_CREAT|0666);
	if(semid == -1)	{
		perror("creat sem failed!\n");
		return -1;
	}
	// 创建共享内存
	shmid = shmget((key_t)456,1024,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
	if((shmid == -1)&&(errno == EEXIST)) {
		shmid = shmget((key_t)456,1024,0666);
	}
	// 映射共享内存到进程
	p = (char *)shmat(shmid,NULL,0);

	while(1) {
		semop(semid,&mysembuf2,1); // 对信号量2进行p操作（减一）
		printf("the message I recv is:%s\n",p);
		printf("please input a message!\n");
		scanf("%s",p);
		printf("message is %s\n",p);
		semop(semid,&mysembuf1,1); // 对信号量1进行v操作（加一）
	}
	
	//解除映射 
	shmdt(p);
	
	//删除共享内存
	shmctl(semid, IPC_RMID, NULL); 
}

pthread2.c  :-----------》
int main() {
	int semid;
	int shmid;
	char *p;
	struct sembuf mysembuf1,mysembuf2;
	
	mysembuf1.sem_num = 0;  // 信号集合中的第一个信号
	mysembuf1.sem_flg = SEM_UNDO;
	mysembuf1.sem_op = -1;   //p操作

	mysembuf2.sem_num = 1;  // 信号集合中的第二个信号
	mysembuf2.sem_flg = SEM_UNDO;
	mysembuf2.sem_op = 1;    // v操作
	// 创建信号量集合
	semid = semget((key_t)789,2,IPC_CREAT|0666);
	if(semid == -1)	{
		perror("creat sem failed!\n");
		return -1;
	}
	// 设置信号量的值
	semctl(semid,0,SETVAL,1);  //第一个信号量初值为1
	printf("sem num is:%d\n",semctl(semid,0,GETVAL));
	semctl(semid,1,SETVAL,0);  //第二个信号量初值为0
	printf("sem num is:%d\n",semctl(semid,1,GETVAL));
	// 创建共享内存
	shmid = shmget((key_t)456,1024,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
	if((shmid == -1)&&(errno == EEXIST)) {
		shmid = shmget((key_t)456,1024,0666);
	}
	// 映射共享内存到进程
	p = (char *)shmat(shmid,NULL,0);
	while(1) {
		semop(semid,&mysembuf1,1); // 对信号量1进行p操作（减一）不阻塞，因为初值为1
		  // 执行完这句话以后信号量的值就立马变成1
		printf("the message I recv is:%s\n",p); 
		printf("please input a message!\n");
		scanf("%s",p);
		printf("message is %s\n",p);
		semop(semid,&mysembuf2,1); // 对信号量2进行v操作（加一）不阻塞，因为初值为0	
	}
	
	//解除映射 
	shmdt(p);
	
	//删除共享内存
	shmctl(semid, IPC_RMID, NULL);
}

2.3 IPC shell命令操作

• ipcs -q 查看消息队列
• ipcrm -q MSG_ID 删除消息队列
• ipcs -m 查看共享内存
• ipcrm -m SHM_ID 删除共享内存
• ipcs -s 查看信号量
• ipcrm -s SEM_ID 删除信号量

2.2 进程间通讯方式比较

• pipe: 具有亲缘关系的进程间，单工，数据在内存中
• fifo: 可用于任意进程间，双工，有文件名，数据在内存
• signal: 唯一的异步通信方式
• msg：常用于cs模式中， 按消息类型访问 ，可有优先级
• shm：效率最高(直接访问内存) ，需要同步、互斥机制
• sem：配合共享内存使用，用以实现同步和互斥

推荐学习：Linux视频教程

Atas ialah kandungan terperinci Bolehkah linux mencipta pelbagai proses?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!