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进程和进程间通信

程序员文章站 2022-07-04 17:41:33
程序:存放在磁盘文件下的可执行文件 进程:是一个具有独立功能的程序对某个数据集合的一次运行活动。进程是程序的一个具体实现,进程是执行程序的过程。 实体结构:进程控制块(PCB),程序段,数据段 进程控制块:PCB是进程存在的唯一标识,是task_struct的结构体,task_struct==》结构 ......

程序:存放在磁盘文件下的可执行文件

进程:是一个具有独立功能的程序对某个数据集合的一次运行活动。进程是程序的一个具体实现,进程是执行程序的过程。

           实体结构:进程控制块(pcb),程序段,数据段

进程控制块:pcb是进程存在的唯一标识,是task_struct的结构体,task_struct==》结构体==》进程表项(进程控制块)

                     进程id:每个进程只有一个id,非负整数。

                     状态:有就绪,运行,挂起,停止。      

并发:在操作系统中,是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个程序都是在同一个上运行,但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

           如浏览器,听歌,qq等同时进行,该过程需要硬件手段时钟中断。

环境变量:一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数,以字符串“环境变量名=环境变量值”的形式存放的,用来描述进程环境信息

                  echo $path  查看环境变量    结果:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games   搜素路径由前到后

                  常用函数 #include<stdlib.h>   getenv  putenv  setenv  应用时上网查看

fork函数:产生一个子进程

             子进程的代码是父进程代码一个完全相同的拷贝

              返回值有2个: 1、父进程返回子进程的pid (非负整数>0) 2、返回0 (子进程)         

进程和进程间通信

孤儿进程:父进程先于子进程结束,则子进程成为孤儿进程,子进程的父进程成为init进程,称为init进程领养孤儿进程。

僵尸进程:: 进程终止,父进程尚未回收,子进程残留资源(pcb)存放在内核中,变成僵尸(zombie)进程

                 僵尸进程是不能使用kill命令清除掉的。 因为kill命令只是用来终止进程的,而僵尸进程已经终止 

父子进程同步的功臣-------wait函数

进程间通信   (ipc,interprocess communication)

一、管道(使用最简单,进程间的大动脉)

  1. 进程通信必须经过内核
  2. 管道:管道是一个特殊的文件,是由队列实现的,是单向的,先进先出的,无结构的字节流。
  3. 管道实为内核使用环形队列机制,借助内核缓冲区(4k)实现。
  4. 无名管道(pipe):文件系统中无文件名(节点),不能用open文件创造,只能用pipe函数来创建管道
  5. 无名管道缺点:不能实现不是父子进程(血缘关系)之间的通信
  6. 有名管道(fifo ) :文件系统中有文件名(节点)
  7.  pipe函数              
    1 //函数形式: init pipe(int fd[2])
    2 //功能:创建管道,为系统调用
    3 //头文件:unistd.h
    4 //参数:得到的文件描述符。 fd[0]:读   出队  fd[1]:写   入队
    5 //返回值:成功0,出错是-1
     1  #include"stdio.h"
     2  #include"unistd.h"
     3  #include"stdlib.h"
     4   int main()
     5   {
     6        int fd[2];
     7        int ret;
     8        ret=pipe(fd);
     9        if(ret<0)
    10        {
    11            printf("creat pipe failure\n");
    12            return -1;
    13        }
    14         printf("creat pipe sucess fd[0]=%d,fd[1]=%d\n",fd[0].fd[1]); n
    15         return 0;
    16   }
    17

    输出:creat pipe sucess fd[0]=3,fd[1]=4

     注意:

  • 管道是创建在内存中的,进程结束,空间释放,管道就不存在了
  • 管道的东西读完了就删除
  • 如果管道中没有东西读,则会阻塞

     8、进程间通信

 1 /* simplepipe.c
 2  * parent read chars from stdin, then send them to child through pipe,
 3  * child receive chars from pipe ,then display on stdout
 4 */
 5 #include <stdio.h>
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <unistd.h>
 8 #define bufsize 1024
 9 int main(void) {
10         int pid, fd[2], n;
11         char buf[bufsize];
12         if (pipe(fd) < 0)      //pipe创建管道
13                 { printf("pipe error\n"); exit(1); }
14         if ((pid = fork()) < 0)    //创建子进程
15                 { printf("fork failure\n"); exit(1); }
16         else if (pid == 0) {  //child
17                 close(fd[1]);
18                 while((n = read(fd[0], buf, bufsize))>0) {
19                         write(stdout_fileno, "receive from parent:  ", 21);
20                         write(stdout_fileno, buf, n);
21                 }
22                 if (n < 0)
23                         { printf("read error\n"); exit(1); }
24                 close(fd[0]);
25                 printf("exit child\n");
26                 exit(0);
27         }
28         close(fd[0]);
29         while((n=read(stdin_fileno, buf, bufsize)) >0)
30           write(fd[1], buf, n);
31         if (n < 0)
32                 { printf("read error\n"); exit(1); }
33         close(fd[1]);
34         printf("exit parent\n");
35         return 0;
36 }
37 //退出程序:crtl+c

 

  7.   有名管道:

 通过有名管道,不相关的进程也能交换数据,所谓有名,即文件系统中存在这个一样的文件节点,每一个文件节点都有一个inode号而且这是一个特殊的文件类型:p管道类型

函数形式: int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode)
功能:创建命名管道,没有在内核中创建管道,只有通过open函数打开打开这个文件时才会在内核空间创建管道
参数:路径  权限(与umask有关)
头文件:#include<sys/types.h>
       #include<sys/types.h>      
返回:若成功为0,若出错则为-1

 管道文件只有inode号,不占磁盘快空间,和套接字、字符设备文件、块设备文件一样。普通文件和符号链接文件及目录文件,不仅有inode号,还占磁盘块空间。

两个进程通信:

进程和进程间通信
 1 #include "stdio.h"
 2 #include "unistd.h"
 3 #include "stdlib.h"
 4 #include "sys/types.h"
 5 #include "sys/stat.h"
 6 int main()
 7 {
 8    int ret;
 9    ret=mkfifo("./myfifo",0777);
10    if(ret<0)
11    {   
12      printf("creat myfifo failure\n");
13      return -1; 
14    }   
15    printf("creat myfifo sucess\n");
16    return 0;
17 }
创建管道
进程和进程间通信
 1 //往管道写 
 2 #include "unistd.h"
 3 #include "stdio.h"
 4 #include "sys/types.h"
 5 #include "stdlib.h"
 6 #include "fcntl.h"
 7 int main()
 8 {
 9    int fd;
10    int i;
11    char  process_inter=0;
12    fd=open("./myfifo",o_wronly);//管道被创建
13    if(fd<0)
14    {
15       printf("open myfifo failure\n");
16       return -1;
17    }
18    printf("open myfifo sucess\n");
19    for(i=0;i<5;i++)
20    {
21       printf("this is first process i =%d\n",i);
22       usleep(100);
23    }
24    process_inter=1;
25    sleep(8);
26    write(fd,&process_inter,1);//往管道中写
27    while(1);
28    return 0;
29 }
first.c
进程和进程间通信
 1 //接收first从管道发的数据, 执行相关操作
 2 //以上三个程序放在同一文件夹中,用两个中端查看结果
 3 #include "unistd.h"
 4 #include "stdio.h"
 5 #include "sys/types.h"
 6 #include "stdlib.h"
 7 #include "fcntl.h"
 8 int main()
 9 {
10    int fd; 
11    int i;
12    char  process_inter=0;
13    fd=open("./myfifo",o_rdonly);
14    if(fd<0)
15    {   
16       printf("open myfifo failure\n");
17       return -1; 
18    }   
19    printf("open myfifo sucess\n");
20    read(fd,&process_inter,1);
21    while(process_inter==0);
22    for(i=0;i<5;i++)
23    {   
24       printf("this is first process i =%d\n",i);
25       usleep(100);
26    }   
27    while(1);
28    return 0;
29 }
second.c