并发的实现理论基础
1.?? ?linux多任務編程
?? ?(1)?? ?指用戶可以同一時間運行多個應用程序(任務)。
?? ??? ?windows--->任務管理器
?? ??? ?linux--->ps -ef
?? ??? ?int main()
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?int a = 5,b = 6;
?? ??? ??? ?int sum = a + b;
?? ??? ??? ?printf("sum = %d\n",a + b);
?? ??? ?}
?? ??? ?程序 = 指令 + 數據;
?? ??? ?用來表示人們思維對象的抽象概念的物理表現叫做數據，如a,b
?? ??? ?我們把數據處理的規則叫做操作(指令),如+
?? ??? ?對某一個有限數據集合所施行的、目的在于解決某一問題的一組有限的指令的集合，稱之為
?? ??? ?一個計算(compute).
?? ??? ?計算機就是用指令來處理數據。所以我們可以稱：
?? ??? ??? ?程序是存放在磁盤上的可執行文件，是數據和指令的集合，一個程序的執行過程就是一個計算。
?? ?(2)?? ?一個任務可以包含一個或多個獨立功能的子任務。
?? ??? ?這里獨立功能的子任務稱之為進程或線程。如：殺毒軟件....
?? ??? ?進程線程他們最主要的目的就是為了實現并發。
?? ??? ?現代操作系統為了提高CPU的利用率，特定的引入了并發的概念。
2.?? ?進程
?? ?進程是具有獨立功能的程序在某一個數據集合上的一次動態的執行過程。
?? ?簡單的來說，進程就是一個程序的一次執行過程，程序一旦執行，就變成了進程。
?? ?在Linux系統中用task_struct來描述和記錄進程的一切，這個結構體我們也稱之為叫進程控制塊
?? ?(Process Control Block)。
?? ??? ?定義在(637行的位置)：
?? ??? ??? ?/usr/src/linux-headers-5.3.0-40/include/linux/sched.head
?? ?小結：
?? ?當一個程序執行時，系統就會創建/啟動一個進程，這個進程用結構體來描述，其中記錄和描述了
?? ?這個進程所需要的所有資源，隨著這個進程的運行，各種資源被分配和釋放，是一個動態的過程。
3.?? ?進程的組織形式
?? ?在系統中每一個進程都有一個唯一的ID，稱之為PID。
?? ?PID是重要的系統資源，是區分其他進程的基本依據。其本質上是一個整數(>=0).
?? ?在主流的操作系統中，如果進程A啟動了進程B，把進程A稱之為進程B的父進程，進程B稱之為
?? ?進程A的子進程。
?? ?linux中任何一個進程都有一個創建/啟動它的“父母”。
?? ?linux中進程0啟動了進程1和進程2，其他進程都是由進程1或進程2創建/啟動的，從而形成了樹狀結構。
4.?? ?進程狀態
?? ?在單CPU的計算機中，所謂"同時"運行多個任務(并發)，并不是真正的同時，系統把CPU的執行時間
?? ?切分為細小的單位，如10ms，稱之為時間片，在單個時間片執行一個程序，時間片到，就執行
?? ?下一個程序，如此循環。
?? ?進程是程序的執行過程，有自己的生命周期，可分為如下狀態：
?? ??? ?就緒態：進程具備執行的一切條件，正在等待CPU的資源
?? ??? ?運行態：進程正在運行，占用CPU
?? ??? ?阻塞態：因等待某一個事件發生而休眠，如果等待的資源分配到，就會被喚醒進入就緒態。
?? ?所有就緒的進程會組成一個“就緒隊列”：Ready Queue
?? ?那么我們會有一個“調度程序”負責確定下一個進入"Running"狀態的進程。
?? ?“調度程序”是按某種“調度策略(調度算法)”來進行調度的，如：
?? ??? ?分時系統：
?? ??? ??? ?調度策略以“時間片輪轉”為主要策略的系統
?? ??? ??? ?“時間片輪轉”：分時，每一個進程執行一段時間(“時間片”)。
?? ??? ??? ?如：大部分的桌面系統 Linux Android windows unix...
?? ??? ?實時系統：
?? ??? ??? ?調度策略以“實時策略”為主要策略的系統
?? ??? ??? ?“實時策略”：每次調度都取優先級最高的那個進程執行，直到這個進程執行完畢，或者
?? ??? ??? ?它主動放棄CPU或更高優先級的進程搶占。
?? ??? ??? ?如：UCOS,freeRTOS...
?? ??? ?無論是哪種系統都會有“搶占(插隊)”的情況發生。
5.?? ?linux進程地址空間布局
?? ?進程一旦誕生，第一件事情就是申請一塊內存區域來存儲程序的“數據”。
?? ?那么一個程序里面“數據”的屬性是不一致的，所以我們需要分區域來存儲程序的數據。
?? ?linux對進程的數據進行分段處理，不同的屬性的數據存儲在不同的“內存段”，不同的“內存段”
?? ?的屬性和管理方式是不一致的。
?? ?在32位的操作系統中，任何一個進程的誕生，操作系統都會為其分配一塊4G的虛擬內存空間。
?? ?.text段：
?? ??? ?主要存放代碼。
?? ??? ?只讀并且共享的。
?? ??? ?這段內存在程序的運行期間(進程的存活期間)，不會釋放的。
?? ??? ?“代碼段”隨程序持續性(隨進程的持續性)。
?? ?.rodata只讀數據段。
?? ??? ?主要存放程序中的只讀數據。
?? ??? ?比如：字符串.....
?? ??? ?只讀，這段內存在進程的運行期間，一直存在。隨進程的持續性。
?? ?.data數據段：
?? ??? ?主要存放程序已經初始化的全局變量和已經初始化的static變量。
?? ??? ?可讀可寫的。這段內存在進程運行期間，一直存在。隨進程持續性。
?? ?.bss數據段：
?? ??? ?主要存放程序的沒有初始化的全局變量和沒有初始化的static變量。
?? ??? ?可讀可寫的。這段內存在進程運行期間，一直存在。隨進程持續性。
?? ??? ?.bss段，在進程初始化時，(可能)全部初始化為0.
?? ?.heap(堆空間)：
?? ??? ?動態內存空間
?? ??? ?主要是由malloc/realloc/calloc動態分配的空間。
?? ??? ?可讀可寫的。這段內存在進程運行期間，一旦分配，就會一直存在，直到你手動free或者進程消亡。
?? ??? ?防止“內存泄露/垃圾內存”。
?? ?.stack(棧空間)
?? ??? ?主要存放局部變量(非static的局部變量)
?? ??? ?可讀可寫，這段空間，會自動釋放(代碼塊執行完畢了，代碼塊中間的局部變量的空間就會自動釋放)
?? ??? ?隨代碼塊的持續性。
?? ?新名詞：
?? ??? ?用戶態 內核態 特權級 虛擬地址空間
6.?? ?Linux下進程相關的API函數
?? ?1)?? ?創建進程
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?fork - create a child process
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ?#include <unistd.h>
?? ??? ??? ?pid_t fork(void);
?? ??? ??? ?通過復制調用進程來創建新的子進程，新的進程幾乎和原有進程一樣，但他有自己的PID。
?? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ?當fork調用成功，就創建出一個新的進程。
?? ??? ??? ??? ?把新進程的PID返回給父進程，進程自己本身就返回0.
?? ??? ??? ??? ?如果fork失敗，返回-1，可以使用perror獲取錯誤原因。
?? ??? ?注意：
?? ??? ??? ?1.?? ?當創建子進程后，那么父進程和子進程到底誰先執行，不一定。
?? ??? ??? ?2.?? ?如果父進程先執行，執行完成后，子進程還沒有結束，那么子進程會認其他進程
?? ??? ??? ??? ?為新的父進程。
?? ??? ??? ?3.?? ?新的進程是復制創建出來的，擁有父進程所有的資源。新的進程從fork之后開始執行。
?? ??? ??? ??? ?即fork之前的代碼父進程執行一次，fork之后的代碼，父子進程同時執行。
?? ??? ?思考題：
?? ??? ??? ?寫一個代碼，創建4個進程。
?? ??? ??? ?int main()
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?fork();
?? ??? ??? ??? ?fork();
?? ??? ??? ??? ?printf("Hello,Process!\n");
?? ??? ??? ?}
?? ?2)?? ?獲取PID
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?getpid, getppid - get process identification
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ?#include <unistd.h>
?? ??? ??? ?pid_t getpid(void);
?? ??? ??? ?獲取當前進程的ID
?? ??? ??? ?pid_t getppid(void);
?? ??? ??? ?獲取當前進程的父進程的ID
?? ??? ?思考題：
?? ??? ??? ?int main()
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?fork();
?? ??? ??? ??? ?fork() && fork() || fork(); ?((1) && (2)) || (3)
?? ??? ??? ??? ?fork();
?? ??? ??? ??? ?printf("Hello!\n");
?? ??? ??? ?}
?? ?(3)?? ?進程退出
?? ??? ?3.1?? ?正常退出(自殺)
?? ??? ??? ?a.?? ?在main函數中執行return xxx;
?? ??? ??? ?b.?? ?調用exit/_exit函數
?? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ?_exit - terminate the calling process
?? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ?#include <unistd.h>
?? ??? ??? ??? ??? ?void _exit(int status);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?status:表示的是退出碼，表示退出狀態。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?退出碼的具體含義，由程序猿自己來決定。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?坐火箭連夜走的，不會做清理工作。
?? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ?exit - cause normal process termination
?? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ?#include <stdlib.h>
?? ??? ??? ??? ??? ?void exit(int status);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?status:表示的是退出碼，表示退出狀態。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?退出碼的具體含義，由程序猿自己來決定。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?exit正常退出，會做一些清理工作(如：清理緩沖區)。
?? ??? ?3.2?? ?非正常退出(他殺)
?? ??? ??? ?在外力干涉下結束。
?? ??? ??? ?如進程出現段錯誤，系統會自動干掉進程。
?? ?(4)?? ?注冊終止函數
?? ??? ?即main函數正常結束后調用的函數。
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?atexit - register a function to be called at normal process termination
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <stdlib.h>
?? ??? ??? ?int atexit(void (*function)(void));
?? ??? ??? ??? ?void (*function)(void)---> 函數指針
?? ??? ??? ??? ?void *function(void) ?---> 指針函數
?? ??? ?注意：
?? ??? ??? ?1.?? ?atexit()注冊的函數類型應為不接受任何參數的void函數。
?? ??? ??? ?2.?? ?調用注冊函數的順序與他們注冊時候的順序是相反的。
?? ??? ??? ??? ?同一個函數若注冊多次，則也會被調用多次。
?? ??? ??? ?3.?? ?如果main函數是非正常退出的情況下，注冊函數將不會被調用。
?? ?(5)?? ?等待進程
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?wait, waitpid - wait for process to change state
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ?#include <sys/wait.h>
?? ??? ??? ?pid_t wait(int *wstatus);
?? ??? ??? ?pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);
?? ??? ??? ?一個進程退出，操作系統會釋放這個退出進程的大部分資源，但是有一部分必須留給他的
?? ??? ??? ?父進程去釋放。如果一個進程退出了，但是它父進程沒有去釋放這個進程，那么這個進程
?? ??? ??? ?就會變成僵尸進程。
?? ??? ??? ?僵尸進程：進程已經死掉了但是資源沒有被完全釋放掉(還沒死透)。
?? ??? ??? ?這兩個函數的作用是用來等待某個(某些)子進程退出的，當子進程正常退出時，調用
?? ??? ??? ?wait/waitpid可以釋放子進程的資源，假如沒有調用，那么子進程退出后，就會變成僵尸進程。
?? ??? ??? ?查看進程的狀態：ps -aux/ps -ef
?? ??? ??? ?pid_t wait(int *wstatus);
?? ??? ??? ?父進程一旦調用wait，就立即阻塞自己，由wait自動分析當前進程的某個子進程是否退出。
?? ??? ??? ?如果讓它找到一個已經變成僵尸進程的子進程，wait就會收集這個子進程的信息，并將子進程
?? ??? ??? ?銷毀后返回。如果沒有找到這樣的一個子進程，wait就會一直阻塞，直到有一個符合條件的
?? ??? ??? ?進程出現為止。
?? ??? ??? ?其中有一個參數，status:它是一個指針，那么這個參數是用來收集子進程的退出信息的，
?? ??? ??? ?所以它指向的空間用來保存子進程的退出信息的(子進程是正常退出的還是非正常退出的、
?? ??? ??? ?退出碼以及被誰殺死等)。如果我們并不在意子進程的退出信息的話，那么我們就可以設定
?? ??? ??? ?這個參數為NULL。
?? ??? ??? ?返回值：成功返回退出的那個子進程的進程ID，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ?需要的注意：
?? ??? ??? ??? ?status是一個整數，這個空間內用來保存退出的子進程的退出信息，因為退出信息
?? ??? ??? ?較多，需要全部保存在一個32bit的空間內的話，就必須要分段進行保存。
?? ??? ??? ??? ?比如：我們的退出碼就保存在第8bit到第15bit的段中。
?? ??? ??? ??? ?子進程 -->?? ?exit(123)
?? ??? ??? ??? ?父進程 --> ?wait(&status)
?? ??? ??? ??? ?如果我們要獲取到進程的退出信息的話則必須要對status進行解析，解析通過如下的宏：
?? ??? ??? ??? ??? ?WIFEXITED(status)
?? ??? ??? ??? ??? ?如果子進程是正常退出的話，將會返回一個非零值。
?? ??? ??? ??? ??? ?WEXITSTATUS(status)
?? ??? ??? ??? ??? ?當WIFEXITED返回一個非零值時，我們就可以用這個宏來提取子進程的退出碼(返回值)
?? ??? ??? ??? ??? ?如果子進程調用 exit(4) ?那么WEXITSTATUS(status)-->4
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ? ? exit(257) ? ?WEXITSTATUS(status)-->1
?? ??? ??? ??? ??? ?如果WIFEXITED返回的是一個0，那么WEXITSTATUS則沒有任何意義。
?? ??? ??? ?pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);
?? ??? ??? ??? ?pid:指定要等待的進程或進程組
?? ??? ??? ??? ??? ?pid == -1?? ?表示等待任意的子進程退出
?? ??? ??? ??? ??? ?pid == 0 ? ?表示等待的與調用進程同組的任意子進程
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?“進程組”：就是一組進程。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?每一個進程必須會屬于某一個進程組，并且每個進程組，都會有一個
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?組長進程，一般來說，創建這個進程組的進程為組長，進程組有一個
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?組ID，這個組ID，就是組長進程的ID。
?? ??? ??? ??? ??? ?pid < -1?? ?表示等待組ID等于pid絕對值的那個組的任意子進程
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?pid == -2398
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?等待進程組id為2398那個組內的任意的子進程
?? ??? ??? ??? ??? ?pid > 0?? ??? ?表示等待指定的子進程(其進程ID為pid的那個子進程)
?? ??? ??? ??? ?wstatus：同上
?? ??? ??? ??? ?options：等待選項。
?? ??? ??? ??? ??? ?0 ?? ? ? ? ?? ?表示阻塞等待
?? ??? ??? ??? ??? ?WNOHANG ?? ?表示非阻塞，假如沒有子進程退出，則立即返回。
?? ??? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ?成功返回退出的那個子進程的進程ID，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ??? ?wait(&status) <===> waitpid(-1,&status,0)
?? ?(6)?? ?啟動外部程序
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?execl, execlp, execle, execv, execvp, execvpe - execute a file
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <unistd.h>
?? ??? ??? ?extern char **environ;//char *argv[]
?? ??? ??? ?int execl(const char *path, const char *arg, ...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ? ? /* (char ?*) NULL */);
?? ??? ??? ?int execlp(const char *file, const char *arg, ...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ? ? /* (char ?*) NULL */);
?? ??? ??? ?int execle(const char *path, const char *arg, ...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ? ? /*, (char *) NULL, char * const envp[] */);
?? ??? ??? ?int execv(const char *path, char *const argv[]);
?? ??? ??? ?int execvp(const char *file, char *const argv[]);
?? ??? ??? ?int execvpe(const char *file, char *const argv[],
?? ??? ??? ??? ??? ??? ? ? char *const envp[]);
?? ??? ??? ?exec函數族是讓一個進程去執行另外一個程序文件。
?? ??? ?(1)?? ?int execl(const char *path, const char *arg, .../* (char ?*) NULL */);
?? ??? ??? ?讓進程去執行參數指定的程序文件
?? ??? ??? ?參數：
?? ??? ??? ??? ?path：程序文件的文件名(需要帶路徑)
?? ??? ??? ??? ?arg, ...：新程序執行需要的參數，參數個數可變
?? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?"sum","3","5",NULL
?? ??? ??? ??? ??? ?注意：參數的個數可以很多，但最后要以NULL作為結尾表示參數輸入結束。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ? 參數列表中的第一個參數應該要是程序的名字。
?? ??? ??? ?帶l的意思就是參數是以列表的形式存在的。
?? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ?出錯返回-1，成功不會返回。
?? ??? ?(2)?? ?int execv(const char *path, char *const argv[]);
?? ??? ??? ?execv和execl作用、功能、返回值都是一樣的。
?? ??? ??? ?唯一的區別在于，指定的程序文件的參數不一樣。
?? ??? ??? ??? ?path:程序文件的文件名(需要帶路徑)
?? ??? ??? ??? ?argv:指定程序運行的參數。程序運行的第一個參數是程序名，最后一個為NULL。
?? ??? ??? ?帶v的意思就是參數以數組的形式存在。
?? ??? ?(3)?? ?int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char ?*) NULL */);
?? ??? ??? ?int execvp(const char *file, char *const argv[]);
?? ??? ??? ?帶p(PATH):意思就是指定的程序文件在標準的命令的搜索路徑(PATH)下
?? ??? ??? ?參數：file:要執行的程序的文件名(可以不帶路徑)
?? ??? ??? ??? ?其他參數同上。
?? ??? ?(4)?? ?int execle(const char *path, const char *arg, .../*, (char *) NULL, char * const envp[] */);
?? ??? ??? ?int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);
?? ??? ??? ?帶e(enviroment):使用環境變量數組設置新執行的程序運行的環境，不使用進程原有的環境變量
?? ??? ??? ?環境變量：環境變量中包含了用戶的主目錄，命令的搜索路徑、當前目錄等等。
?? ??? ??? ?他們包含了用戶的工作環境，所以稱之為環境變量。
?? ?(7)?? ?system
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?system - execute a shell command
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <stdlib.h>
?? ??? ??? ?int system(const char *command);
?? ??? ??? ?system用來執行command指定的命令或程序或shell腳本。
?? ??? ??? ?system會等待命令或程序執行完畢，system實際上是新創建了一個進程去執行指定的命令或
?? ??? ??? ?程序。
?? ??? ??? ?返回值：成功返回狀態碼，失敗返回-1.
?? ??? ??? ?sudo apt-get install mplayer
?? ??? ??? ?mplayer
?? ?作業：
?? ??? ?寫一個程序，創建一個子進程，播放一個目錄中的MP3/MP4文件，實現自動循環播放。
?? ??? ?//搜索所有的MP3/MP4文件-->鏈表
?? ??? ?while(1)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?//取下一首歌
?? ??? ??? ?pid_t pid = fork();
?? ??? ??? ?if(兒子)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?exec-->讓兒子去播放MP3
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?else//老子
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?wait 兒子
?? ??? ??? ?}
?? ??? ?}
7.?? ?IPC:Internal Processes Communication
?? ?進程間通信，實質：信息(數據)的交換。
?? ?如果兩個進程要進行通信，必須要把數據放在一個大家都能夠訪問到的地方。
?? ?文件可以嗎？當然可以。
?? ?這種方式有一個缺點：速度太慢了。
?? ?IPC手段：
?? ??? ?管道：?? ?pipe?? ?無名管道
?? ??? ??? ??? ?fifo ?? ?有名管道
?? ??? ?信號：?? ?signal
?? ??? ?消息隊列：Message
?? ??? ??? ??? ?System V消息隊列/POSIX消息隊列
?? ??? ?信號量：System V信號量/POSIX信號量
?? ??? ?共享內存：System V共享內存/POSIX共享內存
?? ??? ?Socket通信：套接字
?? ?a long long ago,其實進程間通信都是通過文件的。
?? ?缺點->效率太低，速度太慢
?? ?優點->簡單，不需要額外的提供其他的API函數(open/read/write)
?? ?文件內容是在外設(硬盤)上，文件系統中。
?? ?能不能把文件的內容放到內核或內存中去呢？
?? ?管道：管道文件，但是內容是在內存或內核中。
?? ?(1)?? ?無名管道 pipe
?? ??? ?我們說管道雖然是一個文件，但是它在文件系統中沒有名字(沒有inode)，它的內容是內存中，
?? ??? ?訪問pipe的方式還是通過文件系統的API函數(open/read/write).
?? ??? ?但是它又不能用open(因為沒有名字)，問題是read/write必須要先open才能通過文件描述符
?? ??? ?進行操作。所以在創建這個pipe的時候，就必須要返回文件描述符。
?? ??? ?pipe在創建時，在內核中開辟一塊緩沖區，作為pipe文件內容的存儲空間，同時返回兩個文件描述符
?? ??? ?(一個用來讀，一個用來寫)
?? ??? ?注意：
?? ??? ??? ?1.?? ?pipe有兩端，一端是用來寫的，一端是用來讀的。
?? ??? ??? ?2.?? ?按順序讀，不能lseek。
?? ??? ??? ?3.?? ?內容讀走了，就沒有啦！
?? ??? ??? ?4.?? ?pipe(無名管道)隨內核的持續性。
?? ??? ?NAME
?? ??? ??? ?pipe - create pipe
?? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ?#include <unistd.h>
?? ??? ??? ?int pipe(int pipefd[2]);
?? ??? ??? ?pipe用來在內核中創建一個無名管道。
?? ??? ??? ?pipefd用來保存創建好的無名管道的兩個文件描述符。
?? ??? ??? ?pipefd：數組
?? ??? ??? ??? ?pipefd[0]?? ?保存讀的文件描述符
?? ??? ??? ??? ?pipefd[1]?? ?保存寫的文件描述符
?? ??? ??? ?返回值：成功返回0，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ?無名管道的通信方式是阻塞的，當管道中沒有東西可以讀時，那么阻塞，直到管道中有
?? ??? ??? ?東西可以讀。當管道中不能寫的時候，那么阻塞，直到管道中有空間繼續寫為止。
?? ??? ?注意：
?? ??? ??? ?1.?? ?原則上來講，只要兩個進程能夠獲取到同一個pipe的文件描述符，就可以用pipe來
?? ??? ??? ?通信。管道一般我們是用于有親緣關系的進程之間通信。
?? ??? ??? ?2.?? ?pipe本身是一個全雙工的通信，但是兩個進程用一個管道去實現全雙工的通信可能會有
?? ??? ??? ?問題。問題就是自己很有可能讀到自己寫進去的數據！所以我們認為的把pipe當成是半雙工
?? ??? ??? ?來使用。
?? ?(2)?? ?有名管道 fifo
?? ??? ?pipe(無名管道)一般用于有親緣關系的進程間通信，-->原因就是pipe沒有名字。
?? ??? ?假設它如果有名字的話，那么就能夠用于任意進程間通信了。那么這個有名字的管道就是我們的
?? ??? ?有名管道。
?? ??? ?fifo是在pipe的基礎上，給fifo在文件系統中創建一個inode(在文件系統中有一個名字)，
?? ??? ?但是fifo的文件內容同樣的也是出于內核或內存中。
?? ??? ?fifo的文件內容存在于內核中，隨內核的持續性。
?? ??? ?fifo的文件名隨文件系統的持續性。
?? ??? ?那么操作fifo的步驟就是：
?? ??? ??? ?open -> read/write -> close
?? ??? ?創建一個fifo：
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?mkfifo - make a FIFO special file (a named pipe)
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/stat.h>
?? ??? ??? ??? ?int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
?? ??? ??? ??? ?mkfifo用來在文件系統中創建一個fifo(有名管道)
?? ??? ??? ??? ??? ?pathname：要創建的有名管道在文件系統中名字
?? ??? ??? ??? ??? ?mode：創建的有名管道的權限，有兩種方式指定：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?a.?? ?S_IRUSR...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?b.?? ?0660...
?? ??? ??? ??? ??? ?函數返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?成功返回0，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ?fifo的創建有兩種不同的形式：
?? ??? ??? ??? ??? ?1.?? ?通過指令 mkfifo
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?創建有名管道的時候，請創建到linux目錄下去，不要創建到共享文件夾內，
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?因為window不支持fifo。
?? ??? ??? ??? ??? ?2.?? ?通過函數mkfifo-->請使用絕對路徑
?? ??? ??? ?A ?FIFO special file (a named pipe) is similar to a pipe, except that it is accessed
?? ??? ??? ?as part of the filesystem. ?It can be opened by multiple processes ?for ?reading ?or
?? ??? ??? ?writing. ? When ?processes ?are ?exchanging data via the FIFO, the kernel passes all
?? ??? ??? ?data internally without writing it to the filesystem. ?Thus, the FIFO ?special ?file
?? ??? ??? ?has no contents on the filesystem; the filesystem entry merely serves as a reference
?? ??? ??? ?point so that processes can access the pipe using a name in the filesystem.
?? ??? ??? ?FIFO(有名管道)和PIPE(無名管道)是類似的，除了它在文件系統中有一個名字。
?? ??? ??? ?它可以被多個進程打開用來讀或者寫，當我們的進程用FIFO來交換數據的時候，
?? ??? ??? ?內核它根本沒有把數據寫入到文件系統中去，而是保存在內核的內部。
?? ??? ??? ?因此FIFO在文件系統中沒有內容，它僅作為文件系統的一個入口，提供一個文件名，給
?? ??? ??? ?其他進程去open它。
?? ??? ??? ?在數據交換前，FIFO的兩端(read,write)必須都被打開。
?? ??? ??? ?通常情況下，你打開FIFO的一端，會阻塞，直到另外一端也被打開。
?? ??? ??? ?一個進程也可以以“非阻塞”的方式(O_NONBLOCK)去打開管道，在這種情況下，只讀打開
?? ??? ??? ?只總會成功，即使是寫端還沒有被打開。
?? ??? ??? ?寫打開總會失敗，并且errno == EENXIO，除非讀端已經打開。
?? ?(3)?? ?信號
?? ??? ?信號是進程間通信的一種方式，這種方式沒有傳輸數據，只是在內核中傳遞一個信號，
?? ??? ?信號其本質是一個整數。
?? ??? ?不同的信號值，代表不同的含義，用戶可以自定義信號。
?? ??? ?那么自定義的信號的含義和值由程序猿來定義和解釋。
?? ??? ?那么信號的本質也是一個軟中斷。信號是異步的。
?? ??? ?信號會中斷正在進行的程序，轉而去處理中斷(處理函數)，處理完中斷后，再回來繼續執行
?? ??? ?原來的程序。
?? ??? ?注意：
?? ??? ??? ?如果用戶沒有顯示的處理信號，系統的默認處理方式大多是終止進程。
?? ??? ?Signal ? ? Value ? ? Action ? Comment
?? ??? ?──────────────────────────────────────────────────────────────────────
?? ??? ?SIGHUP ? ? ? ?1 ? ? ? Term ? ?Hangup detected on controlling terminal
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ? ?or death of controlling process
?? ??? ?SIGINT ? ? ? ?2 ? ? ? Term ? ?Interrupt from keyboard
?? ??? ??? ?從鍵盤上獲取信號2，按下Ctrl + C
?? ??? ?SIGQUIT ? ? ? 3 ? ? ? Core ? ?Quit from keyboard
?? ??? ??? ?默認的處理是輸出信息然后終止進程，按下Ctrl + /就會產生這個信號
?? ??? ?SIGILL ? ? ? ?4 ? ? ? Core ? ?Illegal Instruction
?? ??? ?SIGABRT ? ? ? 6 ? ? ? Core ? ?Abort signal from abort(3)
?? ??? ?SIGFPE ? ? ? ?8 ? ? ? Core ? ?Floating-point exception
?? ??? ??? ?浮點型異常的時候，就會產生這個信號
?? ??? ?SIGKILL ? ? ? 9 ? ? ? Term ? ?Kill signal
?? ??? ??? ?殺死進程，不可被捕獲和忽略的。
?? ??? ?SIGSEGV ? ? ?11 ? ? ? Core ? ?Invalid memory reference
?? ??? ??? ?非法內存引用時，會收到這個信號
?? ??? ??? ?比如段錯誤，一旦產生段錯誤，進程收到這個信號，此時輸出信息，然后終止進程
?? ??? ?SIGPIPE ? ? ?13 ? ? ? Term ? ?Broken pipe: write to pipe with no
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ? ?readers; see pipe(7)
?? ??? ??? ?當你往一個管道寫數據時，沒有讀端進程時就會產生這個信號
?? ??? ?SIGALRM ? ? ?14 ? ? ? Term ? ?Timer signal from alarm(2)
?? ??? ??? ?定時信號，在進程調用alarm時，會在超時時，產生這個信號
?? ??? ?SIGTERM ? ? ?15 ? ? ? Term ? ?Termination signal
?? ??? ?SIGUSR1 ? 30,10,16 ? ?Term ? ?User-defined signal 1
?? ??? ?SIGUSR2 ? 31,12,17 ? ?Term ? ?User-defined signal 2
?? ??? ??? ?用戶自定義信號，這個信號所代表的含義由用戶自己去解釋。
?? ??? ?SIGCHLD ? 20,17,18 ? ?Ign ? ? Child stopped or terminated
?? ??? ??? ?當子進程停止或終止時，父進程會收到這個信號
?? ??? ??? ?父進程收到這個信號之后并不會如何，因為此信號默認的處理方式是忽略。
?? ??? ?SIGCONT ? 19,18,25 ? ?Cont ? ?Continue if stopped
?? ??? ?SIGSTOP ? 17,19,23 ? ?Stop ? ?Stop process
?? ??? ??? ?停止進程，不可被捕獲和忽略的。
?? ??? ?SIGTSTP ? 18,20,24 ? ?Stop ? ?Stop typed at terminal
?? ??? ?SIGTTIN ? 21,21,26 ? ?Stop ? ?Terminal input for background process
?? ??? ?SIGTTOU ? 22,22,27 ? ?Stop ? ?Terminal output for background process
?? ??? ??? ?前臺進程 后臺進程 進程狀態
?? ??? ?linux下信號相關的API函數
?? ??? ?1)?? ?發送信號
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?kill - send signal to a process
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ?#include <signal.h>
?? ??? ??? ??? ?int kill(pid_t pid, int sig);
?? ??? ??? ??? ?kill發送信號給進程，kill不僅是一個函數，也是一條指令。
?? ??? ??? ??? ??? ?pid：指定信號的接受者(可能是多個進程)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?pid > 0 ? ?? ?表示發送信號給一個指定的進程
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?pid = 0 ?? ?發送信號給與調用進程同組的所有進程
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?pid == -1?? ?發送信號給系統所有的進程(有權限發送的所有進程)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?pid < -1?? ?表示發送信號給組ID等PID的絕對值的所有進程
?? ??? ??? ??? ??? ?sig:要發送的信號，請參考上面的宏
?? ??? ??? ??? ??? ?返回值：成功(至少有一個進程成功接收到信號)返回0，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ?2)?? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?raise - send a signal to the caller
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <signal.h>
?? ??? ??? ??? ?int raise(int sig);
?? ??? ??? ??? ?發送一個信號給自己
?? ??? ??? ??? ?raise(sig) <----> kill(getpid(),sig)
?? ??? ?3)?? ?alarm
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?alarm - set an alarm clock for delivery of a signal
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <unistd.h>
?? ??? ??? ??? ?unsigned int alarm(unsigned int seconds);
?? ??? ??? ??? ?alarm定時發送一個鬧鐘信號(SIGALRM)給本進程。
?? ??? ??? ??? ?“鬧鐘”：每一個進程都有屬于自己的一個“鬧鐘”。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?“鬧鐘”時間到了，進程就會收到一個SIGALRM的信號，但是同一時刻一個進程
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?只有一個“鬧鐘”生效。
?? ??? ??? ??? ??? ?seconds：多少秒后，發送一個“鬧鐘”信號。
?? ??? ??? ??? ??? ?alarm(0)--->代表取消一個“鬧鐘”。
?? ??? ??? ??? ??? ?返回值：返回上一個鬧鐘的剩余秒數。
?? ??? ??? ??? ??? ?alarm(5);
?? ??? ??? ??? ??? ?....
?? ??? ??? ??? ??? ?int r = alarm(10);//鬧鐘時間被重新設置成10秒，即前面那個5s的鬧鐘被取消了
?? ??? ?4)?? ?捕捉信號：改變信號的處理方式
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?signal - ANSI C signal handling
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <signal.h>
?? ??? ??? ??? ?typedef void (*sighandler_t)(int);
?? ??? ??? ??? ??? ?void (int) * --> sighandler_t
?? ??? ??? ??? ??? ?sighandler_t：是一個函數指針的類型。
?? ??? ??? ??? ??? ?它可以用來定義一個函數指針類型的變量。
?? ??? ??? ??? ??? ?這個變量指向一個無返回值，并帶有一個int類型參數的函數。
?? ??? ??? ??? ?sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
?? ??? ??? ??? ??? ?signum：要捕捉的那個信號的信號值
?? ??? ??? ??? ??? ?handler：信號的處理方式有三種的：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?a. ?? ?自定義的處理函數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?這個處理函數為無返回值的，帶一個int類型的參數的函數。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?大概的格式：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?void my_sig_handler(int sig)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//函數的功能實現用戶自行決定
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?b.?? ?SIG_IGN:忽略該信號
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?c.?? ?SIG_DFL：采用操作系統默認的處理方式。
?? ??? ??? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?成功，返回該信號上一次的處理方式
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?失敗，返回SIG_ERR，同時errno被設置。
?? ?(4)?? ?共享內存
?? ??? ?如果兩個進程之間要進行通信的話，兩個進程之間是不能直接通信的。
?? ??? ?必須要借助于內核。
?? ??? ?像之前的管道的通信方式最少要在進程間copy兩次，效率有待提高。
?? ??? ?能不能讓多個進程共享一段內存---->這段內存即是你的，也是我的。
?? ??? ?也就是說你往這段內存中寫入數據，實際上就是往我的內存中寫入數據。
?? ??? ?那么我們就把這種進程間通信方式稱之為“共享內存”。有點類似于“共享文件夾”。
?? ??? ?共享內存的通信效率相對于其它的進程間通信手段是最高的。
?? ??? ?共享內存的實現方式：
?? ??? ??? ?在內核中開辟一塊共享內存，其它進程通過“映射”方式獲取這段共享內存的引用(指針).
?? ??? ??? ?進程A可以映射這段內存，同時其他的進程(如：B/C....)也可以映射這段內存，
?? ??? ??? ?A往這段內存中寫入數據，實際上就是往其他進程的進程地址空間中寫入數據。
?? ??? ??? ?反之亦然。
?? ??? ?共享內存的實現有兩種不同的方式：
?? ??? ??? ?一種是System V共享內存
?? ??? ??? ?一種是POSIX共享內存
?? ??? ??? ?兩種主要是其實現共享內存的方式不一樣，其本質是差不多的。
?? ??? ?System V共享內存的實現方式：
?? ??? ??? ?操作流程：
?? ??? ??? ??? ?通過ftok()函數獲取 ---> System V IPC對象的key ---> 通過key創建或打開這個
?? ??? ??? ??? ?IPC的設施(msg/shm/sem) ---> 通過System V IPC提供的讀/寫函數來交換數據
?? ??? ??? ??? ?---> 關閉設施
?? ??? ??? ?如果把一個IPC設施(msg/shm/sem)比作是一個內核中的房間，這個房間就會有一個鑰匙(KEY)
?? ??? ??? ?多個進程如果要用IPC設施進行通信的話，就必須要確保多個進程進入同一個房間(設施)。
?? ??? ?a.?? ?ftok用來創建一個System V IPC設施的KEY
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?ftok - convert a pathname and a project identifier to a System V IPC key
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/ipc.h>
?? ??? ??? ??? ?key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
?? ??? ??? ??? ?key_t ---> int
?? ??? ??? ??? ?函數參數：
?? ??? ??? ??? ??? ?pathname:一個文件系統中的路徑名(必須是要存在的并且有權限讀取的)
?? ??? ??? ??? ??? ?“/home” "/mnt" ......
?? ??? ??? ??? ??? ?proj_id:整數。這個參數存在的意義在于讓一個文件也能生成多個key值。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?ftok利用同一個文件最多可以得到的key鍵值256個，因為ftok只取
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?proj_id值二進制的低8bit位。
?? ??? ??? ??? ??? ?ftok("/home",1); 與 ftok("/home",257);生成的鍵值是一樣的。
?? ??? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ?成功生成一個唯一性的System V IPC的key，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ?key值其實就是一個32位的int，key的生成是根據pathname和proj_id來的。
?? ??? ??? ??? ?具體其實是按照pathname指定的文件(目錄)的屬性，也就是說struct stat
?? ??? ??? ??? ?結構體st_dev的第八位和st_ino的低十六位和proj_id的低八位混合組成。
?? ??? ?b.?? ?shmget - allocates a System V shared memory segment
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/ipc.h>
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/shm.h>
?? ??? ??? ??? ?int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
?? ??? ??? ??? ?創建或打開System V共享內存
?? ??? ??? ??? ??? ?key：一般由ftok的返回值獲得。
?? ??? ??? ??? ??? ?size:以字節為按位指定共享內存區域的大小。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?當實際操作為創建一個新的共享內存區域時，必須指定一個不為0的size值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?(PAGE_SIZE的整數倍，PAGE_SIZE：4K)。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果實際操作為訪問一個已經存在的共享內存區域，那么size就為0。
?? ??? ??? ??? ??? ?shmflg：標志位
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果是創建共享內存 ?IPC_CREAT | 權限位
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果是打開貢獻內存 ?0
?? ??? ??? ??? ??? ?其實你完全可以按照創建的方式指定也可以，因為在打開共享內存時，如果
?? ??? ??? ??? ??? ?發現key對應的共享內存已經存在了，那么它會自動忽略后面的選項，直接打開。
?? ??? ??? ??? ??? ?注意：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?共享內存一旦創建，那么它的存在是隨內核的持續性，即就算使用(創建)它
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?的進程結束了，這塊共享內存也存在，除非顯式的去釋放掉它。
?? ??? ??? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?成功返回新創建或打開的共享內存的ID號。失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ?c.?? ?映射
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?shmat, shmdt - System V shared memory operations
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/shm.h>
?? ??? ??? ??? ?void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
?? ??? ??? ??? ??? ?將內核中的共享內存映射到進程的地址空間中去
?? ??? ??? ??? ??? ?shmid：要映射的共享內存區域的ID(shmget的返回值)
?? ??? ??? ??? ??? ?shmaddr：指向要映射到進程的哪個地址上去。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?一般為NULL，表示由操作系統自行決定。
?? ??? ??? ??? ??? ?shmflg：(1)?? ?SHM_RDONLY 只讀
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(2)?? ?0 讀寫
?? ??? ??? ??? ??? ?返回值：成功返回映射后的首地址，失敗返回NULL，同時errno被設置.
?? ??? ?d.?? ?解映射
?? ??? ??? ?int shmdt(const void *shmaddr);
?? ??? ??? ?用來解映射一段共享內存
?? ??? ??? ?shmaddr：要解映射的那個地址
?? ??? ??? ?返回值:成功返回0,失敗返回-1,同時errno被設置
?? ??? ?e.?? ?其他控制操作，如刪除....
?? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ?shmctl - System V shared memory control
?? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/ipc.h>
?? ??? ??? ??? ?#include <sys/shm.h>
?? ??? ??? ??? ?int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
?? ??? ??? ??? ??? ?shmid:要進行控制操作命令的共享內存區域的ID
?? ??? ??? ??? ??? ?cmd：操作命令，不同的命令第三參數不一樣。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?IPC_RMID ? ?刪除指定的共享內存區域
?? ??? ??? ??? ??? ?buf:if cmd == IPC_RMID ?buf為NULL
?? ??? ??? ??? ??? ?返回值：成功返回0，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ?寫一個程序，來播放一個目錄下面的影視文件(mp3/mp4)，要實現一些基本的功能
?? ??? ??? ?快進/快退/暫停/退出/播放上一個/播放下一個....
?? ??? ??? ?整個項目基于mplayer多媒體播放器
?? ??? ??? ?-slave ?從模式
?? ??? ??? ?默認mplayer是從鍵盤上獲取控制信息的，mplayer另外提供了一種更為靈活的控制方式，
?? ??? ??? ?用來進行播放控制---slave模式。
?? ??? ??? ?在slave模式下，mplayer為后臺運行其他程序，不再截獲鍵盤事件，mplayer會從標準輸入讀
?? ??? ??? ?一個換行符\n分隔開的命令。
?? ??? ??? ?查看mplayer所支持的所有slave模式下命令：
?? ??? ??? ??? ?mplayer -input cmdlist
?? ??? ??? ?操作命令去控制mplyer的方式有兩種：
?? ??? ??? ??? ?a. ?? ?從控制臺輸入控制命令(在終端上使用)
?? ??? ??? ??? ??? ?在終端上輸入指令：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?mplayer -slave -quiet 1.mp4
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?-slave:啟動從模式
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?-quiet:不輸出冗余的信息
?? ??? ??? ??? ??? ?此時mplayer已經啟動
?? ??? ??? ??? ??? ?loadfile string ?? ??? ?//參數sting為播放文件的名字
?? ??? ??? ??? ??? ?volume 100 1?? ??? ??? ?//設置音量，中間的為音量的大小
?? ??? ??? ??? ??? ?mute 1/0?? ??? ??? ??? ?//靜音開關 1:靜音 0:開啟音量
?? ??? ??? ??? ??? ?pause?? ??? ??? ??? ??? ?//暫停/取消暫停
?? ??? ??? ??? ??? ?seek value ?? ??? ??? ??? ?//快進/快退，參數value為秒數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//value為正數表示前進value秒
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//value為正數表示后退value秒
?? ??? ??? ??? ??? ?seek value 1?? ??? ??? ?//意味著跳轉到百分之value處
?? ??? ??? ??? ??? ?quit?? ??? ??? ??? ??? ?//退出
?? ??? ??? ??? ??? ?get_time_length ?? ??? ?//返回播放文件的長度，以秒為單位
?? ??? ??? ??? ??? ?get_percent_pos?? ??? ??? ?//按百分比輸出當前的播放進度
?? ??? ??? ??? ??? ?get_time_pos ?? ??? ??? ?//把文件當前播放的秒鐘數以浮點型打印出來
?? ??? ??? ??? ??? ?get_file_name ?? ??? ??? ?//獲取當前播放文件的名字
?? ??? ??? ??? ?b.?? ?從有名管道(fifo)輸入控制命令(在代碼中使用)
?? ??? ??? ??? ??? ?我們可以用指令指定mplayer從有名管道中獲取指令，那么我們要做的就是
?? ??? ??? ??? ??? ?在代碼中往管道中同樣的寫入上述指令即可控制mplayer。
?? ??? ??? ??? ??? ?指定mplayer從哪個管道中獲取指令：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?mplayer -slave -input file=xxx.fifo
?? ??? ??? ??? ?總結一下，mplayer完整的指令：
?? ??? ??? ??? ??? ?mplayer -slave -quiet -input file=xxx.fifo -zoom -x 800 -y 480 1.mp4
?? ??? ??? ?exec
?? ??? ??? ?c = getchar();
?? ??? ??? ?if(c == 'p')
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?write(xxx.fifo,"pause\n",sizeof("pause\n"));
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?else if(c == 'a')
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?write(xxx.fifo,"seek 5\n",sizeof("seek 5\n"));
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?x,y;
?? ??? ??? ?if()
?? ?(5)?? ?信號量
?? ? ? ?如果有兩個或兩個以上的任務(進程/線程)，去訪問同一個共享資源，那么我們就必須要保證
?? ??? ?這個共享資源的有序訪問，否則將會發生不可預知的后果。
?? ??? ?例子：
?? ??? ? ? ?i = 5;//i是處于某塊共享內存中的變量
?? ??? ??? ?fun()
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?i++;
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?i的值有以下幾種情況：
?? ??? ??? ?i == 7(應該是要等于7，才是我們期望看到的結果)
?? ??? ??? ?i == 6(也有可能是6，這個不是我們期望看到的結果)
?? ??? ??? ?那么怎么去解決這個問題呢？
?? ??? ??? ?造成這個問題的原因是進程對同一個資源訪問不是有序的。
?? ??? ??? ?也就是說一個進程在訪問一個資源的同時，其他進程也在訪問。進程之間就在競爭的關系。
?? ??? ??? ?所以我們需要對這個共享資源進行某種方式的保護，以使他被有序的訪問，
?? ??? ??? ?避免競爭。
?? ??? ??? ?同樣的，對應在程序的執行上也是一樣的：
?? ??? ??? ?我們是因為并發-->競爭-->共享資源的非法訪問-->程序行為異常
?? ??? ??? ?應該要在保留并發的前提下，避免競爭，也就是說在多個進程訪問同一個共享資源的時候，
?? ??? ??? ?要嚴格串行。
?? ??? ??? ?那么這種避免競爭的機制就是我們今天要講的信號量。
?? ??? ??? ?1)?? ?信號量機制
?? ??? ??? ??? ?信號量(semaphore)是一種用于提供不同進程間或一個進程內部不用線程間同步的
?? ??? ??? ??? ?一種機制。
?? ??? ??? ??? ?我們把進程/線程/任務稱之為叫并發的實體。
?? ??? ??? ??? ?同步：并發的實體間互相等待，相互制約，有序的，有條件的訪問共享資源。
?? ??? ??? ??? ?所以這個信號量就是為了保護共享資源，讓共享資源有序訪問的一種機制。
?? ??? ??? ??? ?信號量是我們程序界最高尚的一個東西，因為它不是為了自己而存在的，
?? ??? ??? ??? ?而是為了別人(它保護的對象-->共享資源)而存在的，它不是用來傳送數據的，
?? ??? ??? ??? ?而是用來協調各進程/線程間工作用的。
?? ??? ??? ??? ?什么時候需要使用信號量？
?? ??? ??? ??? ?有保護的對象的時，才需要信號量。
?? ??? ??? ?2)?? ?如何去保護呢？
?? ??? ??? ??? ?“保護”是指：讓這個被保護的對象(共享資源)有序訪問。比如“互斥”。
?? ??? ??? ??? ?“互斥”：我在訪問的時候你不能訪問。
?? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ?3) ?? ?信號量是如何實現的
?? ??? ??? ??? ?信號量本質上是一個整數。
?? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ?用來表示資源的數量。如果這個數為0表示資源不可用，如果這個數大于0表示資源可用。
?? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ?一個進程或線程可以坐在某個信號量上執行如下三種操作：
?? ??? ??? ??? ?a.?? ?創建一個信號量：這還要求調用者指定信號量的初始值。
?? ??? ??? ??? ??? ?初始值表示該信號量保護的共享資源可以同時被多少個任務所訪問。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ?b.?? ?等待(wait)一個信號量
?? ??? ??? ??? ??? ?該操作會判斷這個信號量的值，如果其值<=0，那么會等待(阻塞)
?? ??? ??? ??? ??? ?一旦其值>0，這個時候，將它-1，接著訪問臨界資源了。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?我們把多個進程/線程可能同時訪問的資源，稱之為共享資源或臨界資源。
?? ??? ??? ??? ??? ?把訪問臨界資源的代碼，稱之為臨界區。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?程序進入臨界區之前，必須對資源進行申請，這種操作稱之為P操作。
?? ??? ??? ??? ??? ?申請成功，資源數量(信號量值)就減少，申請失敗，要么等，要么走。
?? ??? ??? ??? ?c.?? ?釋放一個信號量
?? ??? ??? ??? ??? ?該操作將信號量的值+1。
?? ??? ??? ??? ??? ?程序離開臨界區后，必須釋放相應的資源，這個操作我們稱之為V操作。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?總結：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?P操作為資源減操作，V操作為資源的加操作。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?兩者都屬于原子操作：是指不會被調度機制打斷的操作。
?? ??? ??? ??? ??? ?這種操作一旦開始，就一直運行到結束，也就是說原子操作是不可被分隔的。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ?思考：
?? ??? ??? ??? ??? ?1.?? ?現在有五個資源A,B,C,D,E需要去保護，設計師決定用一個信號量s來
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?同時保護這五個資源。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?這種設計可以達到互斥訪問的目的。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?降低了并發度，因為五個資源本身是可以被同時訪問的。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?2.?? ?現在有五個資源A,B,C,D,E需要去保護，設計師決定用五個信號量s1、s2
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?s3、s4、s5來同時保護這五個資源。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?3.?? ?有一種這樣的情況，大家談論一下：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?如上這種情況我們把其稱之為deadlock(死鎖)。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ?4)?? ?信號量API函數
?? ??? ??? ??? ?信號量的使用流程：
?? ??? ??? ??? ??? ?a.?? ?生成key(ftok)
?? ??? ??? ??? ??? ?b.?? ?創建或獲取信號量
?? ??? ??? ??? ??? ?c.?? ?信號量的初始化
?? ??? ??? ??? ??? ?d.?? ?PV操作
?? ??? ??? ??? ??? ?e.?? ?信號量的刪除
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ?信號量分為兩種：
?? ??? ??? ??? ??? ?System V信號量和POSIX信號量
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ?4.1)System V信號量
?? ??? ??? ??? ??? ?System V信號量分為兩種：
?? ??? ??? ??? ??? ?互斥信號量：該信號量的值要么是1，要么是0.
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?它所保護的共享資源同一時刻只允許一個任務去訪問它。
?? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?計數信號量：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?該信號量的值可以是>1的值，它所保護的共享資源允許多個任務同時去訪問它。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果計數信號量的計數值為1,0.那么可以將其看成是互斥信號量。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?那么System V中采用計數信號量集。
?? ??? ??? ??? ??? ?計數信號量集是由一個或者多個計數信號量構成的集合。計數信號量集其實就是
?? ??? ??? ??? ??? ?一個計數信號量數組，POSIX信號量采用計數信號量。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?為什么system V要把信號量弄一個信號量集(數組)？
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?因為一個資源對應一個信號量，我們有時可能要去訪問多個資源，
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?那么我就需要去對多個信號量進行P操作，依次去對每一個信號量進行P
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?操作太過于麻煩，而且有可能會造成死鎖，如果弄一個信號量集，
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?當我需要對多個信號量進行V操作或P操作時，直接對信號量集進行PV操作
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?就相當于對信號量集中每一個信號量進行PV操作。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?課外拓展：解決死鎖的方法最著名的算法是銀行家算法。
?? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?1.?? ?semget 用來創建或打開一個system v信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semget - get a System V semaphore set identifier
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/ipc.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/sem.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int semget(key_t key, int nsems, int semflg)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?key:System V IPC對象的key(一般由ftok返回)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?nsems：你要創建的信號量集中信號量的數量。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果我們不是創建而是去打開一個已經存在的信號量集。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?此處這個參數應該要填0.一旦創建完一個信號量集
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?其信號量集中的信號量的個數就不能被改變了。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semflg：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(1)?? ?創建 ?IPC_CREAT | 權限位
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(2)?? ?打開 ?0
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：成功返回system v信號量集的ID。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?2.?? ?semctl:控制操作(設置或者獲取信號量集中某個或者某些信號量的值)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semctl - System V semaphore control operations
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/ipc.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/sem.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semid:要操作的信號量集的id(semget的返回值)。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semnum：要操作的信號量集中的哪個信號量。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?就是信號量數組的下標，從0開始，到nsems-1結束.
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?命令號，常用的有：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?GETVAL:獲取第semnum個信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?SETVAL:設置第smenum個信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?GETALL:獲取這個信號量集中所有信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?SETALL:設置這個信號量集中所有信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?IPC_RMID:刪除這個信號量集。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?.....
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?針對第四個參數：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd == IPC_RMID
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?沒有第四個參數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：semctl(semid,0,IPC_RMID);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd == GETVAL,第四個參數也不要
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?函數返回值就表示那個信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int val = semctl(semid,2,GETVAL);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?用來獲取semid指定的信號量集中第3個信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd == SETVAL
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?第四個參數應為int,表示要設置信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_val = 1;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int r = semctl(semid,1,SETVAL,semval);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd == GETALL
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?第四個參數應為unsinged short vals[]
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?這個數組是用來保存獲取的每一個信號量的值的。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?unsigned short vals[10];
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int r = semctl(semid,0,GETALL,vals);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//vals[0] 保存的就是第一個信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd == SETALL
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?第四個參數應為unsinged short vals[]
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?這個數組是用來設置每一個信號量的值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?unsigned short vals[10] = {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int r = semctl(semid,0,SETALL,vals);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//第1個信號量的值為1
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：根據不同的命令，semctl返回值的含義也不一樣。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?cmd == GETVAL.
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?一般情況下，0-->成功 ? ?-1-->失敗
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?3.?? ?semop:system V信號量的P/V操作
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semop, semtimedop - System V semaphore operations
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/types.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/ipc.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/sem.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semid：要操作的是哪一個信號量集
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?在system V的信號量的P/V操作，用一個結構體struct sembuf?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?描述P/V操作。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?struct sembuf
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?unsigned short sem_num; ?/* semaphore number */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//要進行PV操作的信號量在信號量集中的編號(下標)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?short ? ? ? ? ?sem_op; ? /* semaphore operation */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//要進行的操作的類型
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?> 0 ---> V操作 unlock
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?= 0 ---> try一try，看是否會阻塞（是否能訪問）
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?< 0 ---> P操作 lock
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?semval(信號量的值) = 原來semval + sem_op;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?short ? ? ? ? ?sem_flg; ?/* operation flags */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?0:默認，如果P操作獲取不了，則會阻塞。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?IPC_NOWAIT:非阻塞，不等待
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果P操作能獲取則獲取，不能獲取則走人（返回-1）
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?SEM_UNDO :?? ?撤銷
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?為了防止進程帶鎖退出
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果進程突然中止，自動釋放資源。?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?};
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sops：struct sembuf的數組
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?nsops：這個第二個參數sops數組中的元素的個數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?或者說信號量集中要進行PV操作的信號量的個數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?成功返回0，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?注意：semop可能會阻塞當前進程/線程.
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果是P操作，獲取不了的時候，且IPC_NOWAIT沒有設置的時候
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?會等待。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int semtimedop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops,
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ? ?const struct timespec *timeout);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?限時等待。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?第四個參數timeout描述“超時”：如果在這段時間內，沒有等到資源
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?，就不等啦，直接返回。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?struct timespec {
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?long ? ?tv_sec; ? ? ? ? /* seconds */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//秒數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?long ? ?tv_nsec; ? ? ? ?/* nanoseconds */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//納秒
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?};
?? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?struct timespec tv;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?tv.tv_sec = 5;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?tv.tv_nsec = 0;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ?
?? ??? ??? ?作業：
?? ??? ??? ??? ?使用信號量和共享內存，實現文件的傳輸。
?? ??? ??? ??? ?提示：可以使用兩個信號量，一個初始化為1，一個初始化為0。
?? ??? ??? ??? ?4.2) POSIX信號量 ---> 單個信號量，非System V的信號量集
?? ??? ??? ??? ??? ?POSIX信號量與System V信號量原理上是一樣的。
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?POSIX信號量分為兩種：
?? ??? ??? ??? ??? ?1.有名信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?在文件系統中有一個名字，即意味著有一個對應的inode結點
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?但是信號量的內容(值)卻是存在于內核中的。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?一般用于任意進程或線程間通信。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?有名信號量的操作一般有：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_open/sem_wait/sem_post/sem_close
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?2.無名信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?沒有名字，無名信號量存在于內存中。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?一般用于任意線程間或有親緣關系的進程間。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?無名信號量的操作一般有：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_init/sem_wait/sem_post/sem_destory
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?相關的API函數：
?? ??? ??? ??? ??? ?1.?? ?創建或打開一個POSIX信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?有名信號量：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_open - initialize and open a named semaphore
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <fcntl.h> ? ? ? ? ? /* For O_* constants */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <sys/stat.h> ? ? ? ?/* For mode constants */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?name:要創建或打開的POSIX有名信號量在文件系統中的路徑名。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?要求以‘/’開頭的路徑名(路徑名中只能有一個/)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如：“/test.sem”
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?也就是說你的有名信號量必須放在根目錄下面。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?oflag：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(1) 打開 ?0
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(2) O_CREAT?? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如果你是打開則只需要兩個參數，如果是創建則帶四個參數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_t *sem_open(const char *name, int oflag,
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?mode_t mode, unsigned int value);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?mode：指定有名信號量的創建權限，有兩種方式去指定的：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(1)?? ?S_IRUSR...
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?(2)?? ?0664
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?value:指定創建的有名信號量的初始值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?成功返回一個sem_t指針，指向POSIX有名信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?失敗返回一個SEM_FAILED，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?無名信號量：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_init - initialize an unnamed semaphore
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem：指向要初始化的無名信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?一般情況下我們會先定義或分配一個無名信號量 sem_t
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_t *psem = malloc(sizeof(sem_t));
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?pshared:該無名信號量的共享方式
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?0：進程內部的線程共享
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?也就是sem指向的地址是進程內部的地址
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如malloc開辟出來的空間
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?1：不同進程間共享
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?也就說sem指向的地址是內核共享內存區域。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?一般情況下，我們一般填0
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?即無名信號量一般我們用于線程間和有親緣關系的進程間。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?value：指定無名信號量的初始值
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ?2.?? ?POSIX信號量的PV操作
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?P操作：sem_wait
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?NAME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_wait, sem_timedwait, sem_trywait - lock a semaphore
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?SYNOPSIS
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_wait(sem_t *sem);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?此函數會阻塞等待--->死等
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem:要做P操作的信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：返回0表示獲取到了該信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回-1出錯，同時errno被設置
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_trywait(sem_t *sem);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?非阻塞版本-->能獲取則獲取，不能獲取則返回-1
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：返回0，獲取到了該信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回-1出錯，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?限時等待-->等一段時間后獲取不了，則返回-1
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?struct timespec {
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?long ? ?tv_sec; ? ? ? ? /* seconds */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//秒數
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?long ? ?tv_nsec; ? ? ? ?/* nanoseconds */
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//納秒
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?};
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?abs_timeout:指定等待超時的絕對時間
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?時間分為：絕對時間和相對時間
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?如何去獲取當前時間呢？
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?當前時間+相對時間=絕對時間
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <time.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?clk_id：CLOCK_REALTIME
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?例子：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//獲取當前時間保存起來
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?struct timespec ts;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&ts);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?//假設我現在想等待15s:30ms
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?ts.tv_sec += 15;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?ts.tv_nsec += 30000000;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?if(ts.tv_nsec >= 1000000000)
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?ts.tv_sec += 1;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?ts.tv_nsec -= 1000000000;
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?V操作：sem_post
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_post用來釋放sem指定的POSIX信號量
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_post(sem_t *sem);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?Link with -pthread.
?? ??? ??? ??? ??? ?3.?? ?POSIX信號量的關閉和刪除操作
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?有名信號量：
?? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_close(sem_t *sem);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?Link with -pthread.?? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_unlink(const char *name);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?name：要刪除的POSIX有名信號量的路徑名
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?返回值：成功返回0，失敗返回-1，同時errno被設置。
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?Link with -pthread.
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?無名信號量：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?sem_destory
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?#include <semaphore.h>
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?int sem_destroy(sem_t *sem);
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?Link with -pthread.
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?信號量一般情況下是用來保護共享資源的，但是信號量可以有其他的
?? ??? ??? ??? ??? ??? ?意外的作用，如：
?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?我們fork一個子進程，想讓子進程先執行.
?
總結
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