Linux系統(tǒng)編程（三）進(jìn)程間的通信

• 一、為什么需要進(jìn)程之間的通信（IPC）？
• 二、管道
• • 1.概念
  • 2.特質(zhì)
  • 3.原理
  • 4.局限性
  • 5.代碼
  • 2.讀入數(shù)據(jù)
• 三、共享存儲(chǔ)映射
• • 注意事項(xiàng)
  • 父子進(jìn)程通信

一、為什么需要進(jìn)程之間的通信（IPC）？

當(dāng)我們編碼時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)我們使用全局變量并不能在父子進(jìn)程之間使用，這是為什么呢？是因?yàn)檫M(jìn)程與進(jìn)程之間是相互獨(dú)立，當(dāng)我們?cè)谥鬟M(jìn)程當(dāng)中修改那個(gè)全局變量的時(shí)候，子進(jìn)程的并不會(huì)變，因?yàn)閮烧哂脩?hù)空間的那塊地址是不一樣的。這時(shí)候我們引入了IPC，它是在內(nèi)核創(chuàng)建了一個(gè)緩沖區(qū)，進(jìn)程通過(guò)這個(gè)緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的通信。

二、管道

1.概念

管道是一種最基本的IPC機(jī)制，作用于有血緣關(guān)系的進(jìn)程之間，完成數(shù)據(jù)傳遞。調(diào)用pipe系統(tǒng)函數(shù)即可創(chuàng)建一個(gè)管道。

2.特質(zhì)

1.管道的本質(zhì)是一個(gè)偽文件，不占用磁盤(pán)資源
2.由兩個(gè)文件描述符引用，一個(gè)表示讀端，一個(gè)表示寫(xiě)段
3.數(shù)據(jù)從管道寫(xiě)段流入，讀端流出

3.原理

管道內(nèi)核使用環(huán)形隊(duì)列機(jī)制，借助內(nèi)核緩沖區(qū)（4k）實(shí)現(xiàn)

4.局限性

1.數(shù)據(jù)不能自己讀自己寫(xiě)
2.數(shù)據(jù)一旦被讀走，便不在管道中存在，不可重復(fù)讀取
3.由于管道采用半雙工通信方式。數(shù)據(jù)只能一個(gè)方向上流動(dòng)
4.只能在由公共祖先的進(jìn)程間使用管道

5.代碼

代碼如下（示例）：

#include <cstdio> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/wait.h>int main() {pid_t pid;int fd[2];int ret=pipe(fd);if (ret == -1){perror("pipe error:");exit(1);}pid = fork();if(pid==-1){ perror("pipe error:");exit(1);}else if (pid == 0) //子進(jìn)程{sleep(1);close(fd[1]);char buf[1024];ret=read(fd[0], buf, sizeof(buf));if (ret == 0){printf("-----------\n");}write(STDOUT_FILENO,buf,ret);}else{close(fd[0]);char* str = "hello";write(fd[1], "hello pipe\n", strlen("hello pipe\n"));wait(NULL);}return 0; }

2.讀入數(shù)據(jù)

代碼如下（示例）：

data = pd.read_csv('https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1283/adult.data.csv') print(data.head())

該處使用的url網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。

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三、共享存儲(chǔ)映射

注意事項(xiàng)

1.創(chuàng)建映射區(qū)的過(guò)程中，隱含著一次對(duì)映射文件的讀操作。
2. 當(dāng)MAP_SHARED時(shí)，要求：映射區(qū)的權(quán)限應(yīng) <=文件打開(kāi)的權(quán)限(出于對(duì)映射區(qū)的保護(hù))。而MAP_PRIVATE則無(wú)所謂，因?yàn)閙map中的權(quán)限是對(duì)內(nèi)存的限制。
3. 映射區(qū)的釋放與文件關(guān)閉無(wú)關(guān)。只要映射建立成功，文件可以立即關(guān)閉。
4. 特別注意，當(dāng)映射文件大小為0時(shí)，不能創(chuàng)建映射區(qū)。所以：用于映射的文件必須要有實(shí)際大小！！ mmap使用時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)總線(xiàn)錯(cuò)誤，通常是由于共享文件存儲(chǔ)空間大小引起的。
5. munmap傳入的地址一定是mmap的返回地址。堅(jiān)決杜絕指針++操作。
6. 如果文件偏移量必須為4K的整數(shù)倍
7. mmap創(chuàng)建映射區(qū)出錯(cuò)概率非常高，一定要檢查返回值，確保映射區(qū)建立成功再進(jìn)行后續(xù)操作。

父子進(jìn)程通信

```csharp #include <cstdio> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <sys/wait.h>int main() {//實(shí)現(xiàn)父子進(jìn)程之間的通信int* p;int var = 100;pid_t pid;int fd = open("temp",O_CREAT|O_RDWR,0644);if (fd < 0 ){perror("open error:");exit(1);}//unlink("temp");ftruncate(fd,4);p=(int*)mmap(NULL,4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);if (p == MAP_FAILED){perror("mmap error:");exit(1);}//關(guān)閉文件close(fd);//創(chuàng)建子線(xiàn)程pid = fork();if (pid == 0){*p = 2000;var = 1000;printf("child,p = %d,var = %d\n",*p,var);}else if(pid > 0){sleep(1);printf("parent,p = %d,var = %d\n", *p, var);wait(NULL);//釋放映射區(qū)int ret = munmap(p,4);if (ret == -1){perror("munmap error:");exit(1);}}return 0; }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统编程（三）进程间的通信的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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