Unix-Linux编程实践教程-chapter15-IPC

第15章　进程间通信(IPC)

许多程序都包含一个或多个进程．进程间通过共享数据或传递数据进行通信．举例来说，
两个人通过使用Unix的talk命令进行对话，他们就运行了两个进程，将数据从键盘和socket
传输到屏幕和socket

某些进程需要从多个源端接受数据，并将数据送到多个目的地．select和poll调用允许进程
等待多个文件描述符的输入

Unix提供了许多方法来进行数据在进程间传输，命名管道和共享内存是同一机器上的进程间
通信使用的两种技术．通信方法的区别在于他们的速度，所传输的消息类型，需要的范围，
限制访问权限的能力以及防止数据冲突的能力

文件锁是进程间使用的避免对文件访问冲突的技术

信号量是进程合作时所使用的系统级的变量．进程挂起等待另一进程改变信号量的值

纵观IPC:
fork-execv-argv, exit-wait
用于使用一组参数来调用某个程序，被调用函数将一个整形值返回给其调用者
面向消息，只能用在相关的进程中，且只能单机上使用

environ
系统调用exec通过environ这个全局变量自动将一组字符串复制给新程序，子进程无法改变
父进程的运行环境
面向对象，单向，只能用在相关进程，且只能在单机上使用

pipe
管道是由进程创建的单向数据流
面向流，单向，相关进程，单机

kill-signal
信号是一条从一个进程发往另一个进程的整形消息
面向消息，单向，进程必须有相同的用户ID，单机

Internet sockets
字节流通过socket进行传输，从一个进程到另一个进程
面向消息，面向流，双向传输，可以在无关进程中使用，可通过网络传输

Named Sockets
命名socket,使用文件名作为地址而不是主机名－端口号对
面向消息，面向流，双向传输，可以在无关进程中使用，单机

Named Pipes(FIFOs)
命令管道工作方式类似于常规管道，但是可以连接两个无关进程
单向，面向流，可以连接无关进程，单机

File Locks
文件锁
面向消息，多个无关进程可同时交互，单机

Shared Memory
每个进程有自己的数据空间，进程可以通过shmget shmat调用来创建可以被多个进程共享的内存段
面向随即访问，多个无关进程同时交互，单机

Semaphores
信号量是系统级的变量，程序之间可以通过信号量进行通信
面向消息，多个无关进程同时交互，单机

Message Queues
消息队列工作原理类似FIFO
面向消息，单向传输，单机

Files
文件可以被多个进程在同一时刻打开
面向随即访问，多个无关进程同时交互，网络文件系统(NFS)可以支持跨机器的多进程通信

code

/*
 * shm_ts.c
 *
 * the time server using shared memory, a bizarre application
 */

#include <stdio.h>
#include <sys/shm.h>
#include <time.h>

#define TIME_MEM_KEY 99
#define SEG_SIZE ((size_t)100)

main()
{
    int seg_id;
    char * mem_ptr, *ctime();
    long now;
    int n;

    // create a shared memory segment
    seg_id = shmget(TIME_MEM_KEY, SEG_SIZE, IPC_CREAT|0777);
    if (seg_id == -1) 
        printf("error");

    // attach to it and get a pointer to where it attaches
    mem_ptr = shmat(seg_id, NULL, 0);
    if (mem_ptr == (void *)-1)
        printf("error");

    // run for a minute
    for (n = 0; n < 60; n++)
    {
        time(&now);
        strcpy(mem_ptr, ctime(&now));
        sleep(1);
    }

    // remove it
    shmctl(seg_id, IPC_RMID, NULL);
}

/*
 * shm_tc.c
 */

#include <stdio.h>
#include <sys/shm.h>
#include <time.h>

#define TIME_MEM_KEY 99
#define SEG_SIZE ((size_t)100)

main()
{
    int seg_id;
    char * mem_ptr, *ctime();
    long now;

    // create a shared memory segment
    seg_id = shmget(TIME_MEM_KEY, SEG_SIZE, 0777);
    if (seg_id == -1) 
        printf("error");

    // attach to it and get a pointer to where it attaches
    mem_ptr = shmat(seg_id, NULL, 0);
    if (mem_ptr == (void *)-1)
        printf("error");

    printf("Time is %s", mem_ptr);

    shmdt(mem_ptr);
}