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linux内核编程-IPC进程间通信

linux内核编程-IPC进程间通信

作者: Peakmain | 来源:发表于2019-10-11 11:32 被阅读0次

    进程间通信方式

    • 方式
      管道(使用简单),信号量,信号(开销比较小),共享映射区(共享内存),消息队列,套接字(sokect,低速稳定)
    • 进程间通信的本质


      进程间通信.png

    管道

    管道的通信机制.png

    1、无名管道,半双工的通信方式(只能一个方向流动)
    2、管道可以理解为一种特殊的文件形式,我们可以用文件的读写方法,不是一个简单的文件,只会占用内存。
    3、管道只能是血缘关系的进程间通信
    4、数据不能自己写自己读
    5、数据一旦读走不能再读


    管道.png
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <errno.h>
    #include <string.h>
    #include <fcntl.h>
    int main(int argc,const char *argv[]){
        int fd[2];
        int ret=pipe(fd);
        if(ret!=0){
            printf("create pipe error!\n");
        }
        pid_t pid;
        pid= fork();
        char buff[20];
        if(pid<0){
            printf("fork error!\n");
        }else if(pid==0){
            //子进程
            close(fd[1]);
            sleep(1);
            read(fd[0],buff,11);
            //没有其他读写操作可以关闭fd[0]
            printf("pipe read:%s",buff);
        }else{
            close(fd[0]);//关闭读
            write(fd[1],"hello pipe\n",11); 
        }
        return 0;
    }
    
    • 非法操作
      1、读管道:管道中有数据,read返回实际读到的数据
      2、管道中无数据:
      管道写端被关闭,read返回0
      如果没有被关闭,会阻塞等待
      3、写管道:
      读端被关闭,异常终止(信号导致)
      读端未关闭,阻塞等待写入数据
      管道未满,直接将数据写入

    信号

    进程间通信的机制,内核自带的,信号不能携带大量的数据,一般就是一个数字,只有在特定情况下才会触发

     Process.killProcess(Process.myPid());
    
    • 怎样才会产生信号:
      1、按键command+c,command+z
      2、系统调用kill,raise,abort
      3、软件条件产生,如:闹钟(alarm)
      4、硬件异常产生,非法访问内存,除0,内存对齐等等
      5、命令产生

    • 信号的处理方式:
      1、忽略此信号
      2、执行系统默认操作
      3、捕捉用户希望动作

    • 信号处理的原理
      信号屏蔽字:用于屏蔽x信号,内部实现就是一个集合,当x信号屏蔽后,再收到改信号后,信号处理将推送
      未决信号集:信号抵达x信号后反转为1,当信号被处理后重新设置为0


      image.png

      Signal:名称
      Value :编号
      Action :事件
      Comment:默认执行动作
      Term :终止进程
      lgn :忽略
      Core :终止进程,生成Core文件(可以帮助开发者检测)
      stop:停止进程
      Cont:继续运行
      kill(发送信号):第一个参数pid,>0往pid进程发个信号,<0往绝对值pid发送一个信号,0杀死进程组,-1(不要传)会导致需要重装系统

    共享映射区

    binder驱动,腾讯mmlv,xlog(日志库)

     void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t of    fset); 
    
    • add:地址,一般可以不传,传入传出参数
    • len:内存的大小
    • prot:
      PROT_EXEC内容可以被执行;PROT_READ:内容可以被读取;PROT_WRITE:内容可以被写入;PROT_NONE:内容不可访问
    • flags:MAP_SHARED:共享;MAP_PRIVATE:私用;MAP_ANONYMOUS:匿名映射(不基于文件),fd传入-1
    • fd:句柄
    • fset:偏移大小,必须是4k的整数倍,一个物理页映射是4k
    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<errno.h>
    #include<string.h>
    #include<unistd.h>
    #include<fcntl.h>
     #include <sys/mman.h>
    void sys_err(const char* msg){
     perror(msg);
     exit(0);
    }
    int main(){
    
    /* void * mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset); */
           //create open file
           int fd;
          fd=open("test_map",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
          if(fd==-1){
           sys_err("open file error");
          }
          char* p;
          ftruncate(fd,20); 
          p=(char*)mmap(NULL,20,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
      if(p==MAP_FAILED){
           sys_err("mmp error");
    }
         strcpy(p,"hello mmap\n");
         printf("----->%s",p);
         return 0;
    }
    
    mmap的实现原理.png

    mmap注意事项
    1、指定映射区的大小,必须小于文件大小
    2、映射区大小必须大于0,否则会异常
    3、创建映射区需要read权限,mmap的读写权限应该小于等于文件的权限
    4、文件可以先关闭
    5、偏移量必须是4k的整数倍
    6、MAP_PRIVATE只会对内存进行修改,不会反应到磁盘上
    mmap万能调用方法
    open(O_PDRW):
    mmap(NULL,有效大小,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
    7、munmap释放

      int munmap(void *addr, size_t len);
    

    binder驱动

    binder驱动.png

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