进程间通信

1.无名管道 　　pipe　　没有实际的文件，只是在内核区域分配一段内存空间来模拟管道，pipe创建无名管道会得到两个文件描述符，一个用来读，一个用来写。 　　int pipe(int pipefd[2]);//创建管道文件 　　int fds[2]; 　　int ret=pipe(fds);//fds[0]---读文件描述符　　fds[1]---写文件描述符，读取管道文件的时候如果管道中没有数据，则read会阻塞，无名管道只适用于父子进程。 #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { //创建管道文件 int fds[2]; int ret = pipe(fds); //创建进程 pid_t pid=fork(); if(pid==0){ //关闭读文件描述符 close(fds[0]); //子进程写数据 write(fds[1],"hello world",12); close(fds[1]); } if(pid>0){ //关闭写文件描述符 close(fds[1]); //父进程读取数据 char buf[128]; read(fds[0],buffer,sizeof(buffer)); printf("%s\n",buffer); close(fds[0]); } return 0; } 2.有名管道 　

一、概念 首先，根据图了解一下串行，并行和并发的基本概念： 　　1、进程 　　 资源分配的基本单位 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。 Linux系统函数fork（）可在父进程中创建一个子进程，在父进程接到新请求时，复制出一个子进程来处理，即父进程监控请求，子进程处理，实现并发处理。注意：必须是Linux系统，windows不能用fork。 组成 进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。 特征 动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。 并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行 独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位； 异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的

什么是操作系统？它的功能和特征？ 操作系统就是管理和控制计算机硬件和软件资源的程序，它的管理功能有： 进程管理 内存管理 文件管理 I/O管理 操作系统是用户与硬件之间的接口，也是硬件和软件之间的接口。 操作系统的四大特征： 并发：两个或多个进程在同一时间间隔内发生，注意和并行的区别。 共享：系统中的资源可供多个并发执行的进程使用。 虚拟：把一个物理实体，变为若干个逻辑上的对应物，如虚拟处理器、虚拟内存、虚拟外部设备。 异步：由于多个程序并发执行和资源有限，进程执行是走走停停的。 什么是管态和目态？为什么要区分管态和目态？ 管态：特权态/系统态/核心态，处于管态的程序可以访问计算机任何资源，访问权限不受限制。通常操作系统在管态运行。 目态：常态/用户态，处于目态的程序只能执行非特权指令，不能直接使用系统资源，不能改变CPU工作状态，且只能访问本程序的存储空间。 区分管态和目态的目的：出于安全考虑，保护操作系统程序。内核程序是用户程序的管理者，需要执行一些特权指令，如I/O指令，中断指令等，特权指令不允许用户直接使用。 如何从目态切换到管态 系统调用：使用中断机制，用户态的进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序，主动要求切换到内核态。 异常：CPU运行用户态进程时，发生异常，例如缺页，则会切换到处理当前异常的内核程序中。 I/O中断：I/O设备完成用户请求的操作后

写这篇文章之前，我对linux的进程间通讯还是有些畏惧的，不过看了一些其它文章之后，觉得linux进程间远比我学到的要难得多，首先来说，linux下线程的概念被淡化了，线程又名轻量级进程。线程机制是现代编程技术中常用的一种抽象，提供了在同一程序中共享内存地址控件的一组线程。这些线程可以共享打开的文件和其它资源。线程机制支持并发程序涉及技术，可以保证真正并行处理。linux实现线程的机制非常独特，从内核的角度来说，没有线程这个概念，把所有线程当成进程来实现，内核并没有准备特别的数据结构来表示线程。相反，线程仅仅被视为一个与其它进程共享某些资源的进程，每个线程都拥有唯一率属于自己的task_struct，所以在内核中，看起来像一个普通的进程(只是该级才能哼和其它一些进程共享某些资源，如地址空间). 在windows或是sun solaris等操作系统中，提供了专门支持线程的机制，线程被抽象成一种耗费较少资源，执行迅速的单元。而对于linux来说，它只是一种进程间共享资源的手段。linux线程的创建和普通进程创建类似，只不过在调用clone的时候需要传递一些参数来指明需要共享的资源 clone(CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND,0)； 而一个普通的fork实现 clone(SIGCHLD,0) 而vfork的实现是 clone

Linux系统一般有4个主要部分： 内核、shell、文件系统和应用程序 。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。部分层次结构如图1-1所示。 1. linux内核 Linux内核是世界上最大的开源项目之一,内核是与计算机硬件接口的易替换软件的最低级别。它负责将所有以“用户模式”运行的应用程序连接到物理硬件，并允许称为服务器的进程使用进程间通信(IPC)彼此获取信息。 内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。 Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。如图： 系统调用接口：SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。这个接口依赖于体系结构，甚至在相同的处理器家族内也是如此。SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现，并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。 1. 内存管理 对任何一台计算机而言，其内存以及其它资源都是有限的。为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量，Linux 采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。Linux 将内存划分为容易处理的“内存页”

1、 进程基本概念 ：进程是程序的一次运行。 是系统进程资源分配和调度的基本单位。 2、进程三态：运行状态、就绪状态、堵塞状态。三态转换规则， 就绪状态 的进程因为调度进程 运行状态 ， 运行状态 因为时间片用完而进入 就绪状态 ，因为I/O请求而进入 堵塞状态 。I/O完毕后进入 就绪状态。 创建完毕直接进入 就绪状态 。等待处理机调度。 3、 挂起状态引入原因 ：1）终端用户请求。2）父进程请求，3）负荷调节须要，4）操作系统须要。 原三态进一步能够分为：运行状态、活动就绪状态、精巧就绪状态、活动堵塞状态、精巧堵塞状态；处于活动态的进程因为挂起请求而进行精巧状态。 进程创建完毕可直接进入活动就绪状态和精巧就绪状态。程序运行结束就可以进入终止状态。 4、 进程控制块（PCB） ：进程标识符、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息（程序、数据、资源清单等）。PCB是进程存在的唯一标志。 5、创建进程 创建进程的可能原因：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求等。 创建进程过程：1）申请空白PCB，2）为进程分配资源，3）初始化PCB。4）将新进程插入到就绪队列。 6、终止进程 终止进程原因：正常结束、异常结束、外界干预等。 终止进程过程：1）依据进程标识符。在PCB集合中找到目标进程，2）终止该进程的运行，3）撤销其子进程，4）归还系统资源。5）撤销PCB。 7、进程同步概念

多进程多线程简单说明 涉及管道通信的多进程和多线程说明 对比多进程和多线程各自使用的场合 线程 进程 System V IPC（本机IPC） 有关System V IPC System V IPC的特点 管道（原始IPC） System V IPC 使用System V IPC时，不存在亲缘进程的说法 System V IPC标识符 怎么才能得到这个“标识符” System V IPC标识符的作用？ 多进程多线程简单说明 涉及管道通信的多进程和多线程说明 在使用有名管道实现双向通信时，由于读管道是阻塞读的，为了不让“读操作”阻塞“写操作”，使用了父子进 程来多线操作， 1）父进程这条线：读管道1 2）子进程这条线：写管道2 实际上我们后面在线程以后，凡是涉及到多线操作的，基本都使用多线程来实现 ，比如 1）主线程：读管道1 2）次线程：写管道2 我们这里通过进程间通信的管道方法实现，还会有线程实现的博客说明。 也就是说上面的管道通信， 我们完全可以把父进程改为主线程，把子进程改为次线程 。 对比多进程和多线程各自使用的场合 线程和进程都是并发运行的 ，但是线程和进程各自的使用的场合有所不同。 线程 凡是涉及多线时，我们使用线程来并发实现，比如我们上面实现的“有名管道”双向通信的例子，这个多线操作理论上就应该使用多线程来实现。 因为多线使用线程更省计算机cpu和内存的开销。

第十二章 并发编程 1、并发：逻辑控制流在时间上重叠 2、并发程序：使用应用级并发的应用程序称为并发程序。 3、三种基本的构造并发程序的方法： 进程，用内核来调用和维护，有独立的虚拟地址空间，显式的进程间通信机制。 I/O多路复用，应用程序在一个进程的上下文中显式的调度控制流。逻辑流被模型化为状态机。 线程，运行在一个单一进程上下文中的逻辑流。由内核进行调度，共享同一个虚拟地址空间。 12.1 基于进程的并发编程 构造并发服务器的自然方法就是，在父进程中接受客户端连接请求，然后创建一个 新的子进程 来为每个新客户端提供服务。 基于进程的并发echo服务器的重点内容 （1）需要一个SIGCHLD处理程序，来 回收 僵死子进程的资源。 （2）父子进程 必须关闭 各自的connfd拷贝。对父进程尤为重要，以 避免存储器泄露 。 （3）套接字的文件表表项中的引用计数，直到父子进程的connfd都关闭了，到客户端的连接才会终止。 注意：进程的模型： 共享文件表 ，但不是共享用户地址空间。 优点：一个进程不可能不小心覆盖两个进程的虚拟存储器。 缺点：独立的地址空间使得进程共享状态信息变得更加困难。进程控制和IPC的开销很高。 Unix IPC 是指所有允许进程和同一台主机上其他进程 进行通信 的技术，包括管道、先进先出（FIFO）、系统V共享存储器，以及系统V信号量。 12.2 基于I

from multiprocessing import Process,Pipe import os,time # fd1只能recv,fd2只能send # fd1,fd2 = Pipe(False) # 创建一个双向管道 fd1,fd2 = Pipe() # fd1.close() def fun(name): time.sleep(1) # 子进程发送字符串到管道 fd2.send("hello "+str(name)) print(os.getppid(),"...",os.getpid()) jobs = [] for i in range(5): p = Process(target = fun,args = (i,)) jobs.append(p) p.start() # 父进程从管道接受子进程发送来的消息，发送与接受的都是字符串 for i in range(5): data = fd1.recv() print(data) for i in jobs: i.join() 　　 来源： https://www.cnblogs.com/liuhaidon/p/12432901.html

进程间通信 Linux环境下，进程地址空间相互独立，每个进程各自有不同的用户地址空间。任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程和进程之间不能相互访问，要交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程1把数据从用户空间考到内核缓存区，进程2再内核缓存区把数据读走，内核提供这种机制称为进程间通信。通信方式有：管道、共享内存、消息对列、信号量等 管道 什么是管道呢？ 我们把从一个进程连接到另一个进程的一个数据流称为一个“管道”， 管道的本质是内核中的一块缓冲区。 管道的特性 ① 半双工通信 ：半双工通信（Half-duplex Communication）可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行。在这种工作方式下，发送端可以转变为接收端；相应地，接收端也可以转变为发送端。但是在同一个时刻，信息只能在一个方向上传输。因此，也可以将半双工通信理解为一种切换方向的单工通信。 ②： 管道的生命周期随进程 ，进程关闭，对应的管道端口关闭，两个进程都关闭，则管道关闭。 ③： 管道自带同步与互斥 ：管道为空时读取，read 阻塞；管道满时写入，write 阻塞。 ④： 管道提供字节流传输服务 管道的分类 ①：匿名管道 ②：命名管道 匿名管道 什么是匿名管道？ 匿名管道之所以可以通信的本质在于，父进程frok子进程，父子进程各自拥有一个文件描述符表