C實現進程間通訊（管道； 共享內存，信號量）

最近學習了操做系統的併發；如下是關於進程間實現併發，通訊的兩個方法。

 

例子：

求100000個浮點數的和。要求：

（1）隨機生成100000個浮點數（父進程）。

（2）而後建立4個後代進程，分別求25000個浮點數的和。

（3）父進程對4個後代進程的結果求和。

（4）每一個子進程在屏幕上以格式「(ID_k) Child_k sum: XXX」打印信息，

          其中k的取值爲1～4，表明子進程的編號，ID_k表示第k個子進程的ID，XXX是該子進程計算的結果。

（5）父進程在屏幕上以格式 「（ID）Parent direct sum：YYY， sum from children: ZZZ」打印信息，

          其中ID表示父進程的ID，YYY爲直接由100000個隨機數求和的值，ZZZ爲把4個子進程的結果相加的值。

 

 

1:利用管道進行進程間的通訊

用到下列函數

 pipe() from unistd.h

 sleep() 

 write(), read() 

 fork(); //建立子進程

 

管道只能用於具備親緣關係的進程，能夠將其看做一個文件，但有別於普通的文件， 管道一次只能夠被一個進程訪問，能實現互斥；

pipe(int fd[] ), 其參數爲長度爲2的int數組，分別表明讀端fd[0], 寫端fd[1], 在建立管道後，f d[0],fd[1]成爲文件描述符；

寫入（write）管道一端fd[1]的數據，在管道的另外一端fd[0]能夠被進程讀取(read)；

代碼在這裏

 

2:利用共享內存實現通訊， 信號量實現互斥

共享內存使用瞭如下函數：

int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);  //建立或打開共享內存， 返回文件描述符

int ftruncate(int fd, off_t FILE_SIZE);  //調整共享內存空間大小

void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset ) //將文件映射到進程的地址空間，返回指向地址空間的指針

int munmap(void *start, size_t length); //解除地址映射

int shm_unlink(const char *name); //刪除shm_open()建立的共享內存

函數具體用法，可見連接，講述的很詳細了；

 

具體思路：

一：實現進程間的通訊，無非就是各進程間數據的交流，傳輸；

一、shm_open()函數是建立或打開一個已存在(惟一的name)的共享內存，返回文件描述符，能夠看做是建立或打開了一個文件，說法不一樣而已

二、ftruncate()函數用於指定文件(fd)有多大

三、關鍵步驟就是mmap()，它將指定的文件(fd)或其餘對象映射到內存， 獲得能夠直接操做的指針對象,不需調用write, read等

 四、而後就是在使用完成後須要解除映射munmap()， 和刪除建立的共享內存(name)shm_unlink(),; 對於作打開共享內存操做的進程，也須要執行這些操做（1，2，3，4）

 

二：而後使用信號量實現互斥：

互斥的意思爲：當一個進程在臨界區訪問共享資源時，其餘進程不能進入該臨界區訪問任何共享資源

臨界區表明進程將訪問共享資源的一段代碼

當咱們在向共享區寫入數據時，顯然不想多個進程同時訪問，由於會形成沒必要要的麻煩，就須要信號量來實現這種互斥的機制

 

sem_t *sem_open(const char *name,int oflag, mode_t mode,unsigned int value)  //建立或打開一個存在的（name）信號量

int sem_wait(sem_t *sem) // 使信號量(value)減1，若信號量小於0，則阻塞執行semwait()的進程

臨界區代碼通常存在於這兩個調用之間，好比：當前進程向共享區寫數據，如受到sem_wait阻塞，表示資源已經用盡或其餘進程正在訪問，需等待

int sem_post(sem_t *sem) // 當前進程離開臨界區時，使信號量(value)加1，

int sem_unlink(count char *name) //刪除信號量

函數具體用法，可見連接，講述的很詳細了；

 代碼在這裏

 

須要注意的是：

1:在使用共享內存和信號量時要注意，有些調用是使用的共享內存和信號量的name, 但有些是使用的建立或打開他們的返回值(fd和sem_t*)

2:如在子進程建立以前，父進程已建立了共享內存或信號量，則子進程無需在進行打開操做，可直接使用