unix进程之间的通信
UNIX系统的进程通信机制包括:管道、消息缓冲、共享主存信号量机制。UNIXUNIX进程之间的通信进程之间的通信1管道通信是进程之间借助于文件按先 进先出方式同步传递数据的一种形式。 有两种类型的管道：无名管道(pipes)和有名管道(FIFO)。 无名管道由父进程创建,用于父子或有家族 关系的进程之间进行信息传递。 有名管道(FIFO)通常用于实现不要求具有 父子或有家族关系的进程之间进行信息传递 。11.1 管道通信(pipes)2 管道就是将一个进程的标准输出与一个进 程的标准输入连接在一起。管道文件是一 个临时文件，通信完成后，文件就不再存 在。 通信方式：Ø 一个进程如进程2用write命令向管道写入 数据Ø 另一个进程如进程1用read命令读管道中的 数据。 Ø 读、写必需同步。进程1 fd0进程2 fd1管道 系统内核3一、创建无名管道一、创建无名管道(pipe)(pipe)的系统调用的系统调用系统调用pipe()的调用语法如下：pipe(fdp)；这里，fdp是一个整形指针数组。记 录管道创建后的对管道文件读写的两个文 件描述符。实现结果：生成一个没有路径名、长度为0的pipe 文件。4它由下图所示的几项组成： Ø pipe文件所在设备上的i节点、 Ø与之对应的主存i节点、 Ø两个系统打开文件表项 Ø返回生成的pipe文件的进程打开文件表的两个表项。用户打开 文件(父） u_ofilei节点系统打开文 件表file内存I节点表外存pipe文件pf0Fdp0Fdp1pf1读文件指针， 主存i节点指针p243写文件指针， 主存i节点指针5对pipe文件大小的限制： Ø只使用磁盘索引节点中的10个直接地址项 Ø核心将直接地址项作为一个循环队列来管理。剩下的3个索引项存放： Ø 文件的读指针(i_frptr)、 Ø文件的写指针(i_fwptr)、 Ø读管道的进程数(i_frcnt)、 Ø写管道的进程数(i_fwcnt) Ø等待使用管道的标志(i_fflag)等信息之后创建一个或几个子进程。子进程复 制父进程的用户打开文件表，于是pipe文件 就是父子或同族进程之间进行通信的共享文 件。6为了避免混乱，一个pipe文件最好为 两进程专用，一个用于读，一个用于写。通信双方分别关闭pipe文件的发送端 与接收端，通过调用READ()或WRITE()函 数对pipe文件进行存取。允许写者超前读者1024个字符。读写进程通过加锁机制互斥访问pipe 文件，读写必须随时同步。通信完成后，使用关闭命令CLOSE()， 将其关闭，收回文件占用的系统全部资源 。文件一经关闭，不再存在。7图11.2（p243)给出父进程向pipe写，子进 程从管道读的通信涉及的数据结构。用户打开文件表 (子）u_ofilei节点系统打开文 件表file内存I节点表外存pipe文件Fdp0 Fdp1读文件指针， 主存i节点指针写文件指针， 主存i节点指针pf0Fdp0 Fdp1用户打开文件表 (父）u_ofilepf18例1父子进进程之间间采用无名管道通信 char parent = “A message from parent.n” main() /*执行main()的是父进程*/ int chan12;char buf100;pipe(chan1);Pid=fork();if(pid0) *返回父进进程context* close(chan10); *父进进程关闭读闭读 通道*write(chan11,parent,sizeof(parent);close(chan11);wait(0);print(“parent process terminates.n”);else *返回子进进程context*close(chan11);*子进进程关闭闭写通道*read(chan10,buf,100);printf(“child process read:sn”,buf);close(chan10);printf(“child process terminates.n”); 9有名管道既可用于同一机器进程间的 本地通信，也可用于不同机器进程间的网 络通信。它可用于知道管道名字的进程之 间的通信。创建命令的调用语法如下：mknod(pathname,mode,dev)；Øpathname是新创建的有名管道的文件路径 名， Ømode是被创建文件的类型和存取方式， Ødev是文件所在的设备。二、 创建一个有名管道(named pipe)10有名管道被创建后，在系统中有： u一个目录项 u对应的外存i节点 u并不打开它。与普通文件一样，有名管道只要不删除 ，永久存在，只是文件长度为零。通信双方必须使用管道名字打开文件后 才能通过读写命令实现通信。112打开一个有名管道通信双方使用如下的系统调用打开有 名管道文件：open(pathname,oflg)； Ø pathname是要打开的有名管道的路径名， Ø oflg是文件打开时的存取方式： v通信的发送者以O_WRONLY只写方式、 v接收方以O_RDONLY只读方式打开12l 之后通信双方使用读写命令进行通信l 通信完成后就应立即关闭。l 有名管道关闭后，它所占用的磁盘块全 部释放l 文件仍占有一个目录项和一个i节点。l 文件长度为0。13 进程间使用有名管道实现通信时，必须 有三次同步:第一次是打开同步。当一个进程以读方式或写方式打开有名 管道时，Ø若已有写者或读者将管道打开，唤醒写 者或读者后继续前进，Ø否则，睡眠等待写者或读者打开管道。14第二次是读写同步 § 当写者写时， Ø检查有无读者等待，若有，唤醒之，再写。 Ø当管道被写满时，写者必须睡眠等待。§ 当读者读时， Ø若没有数据可读，则睡眠等待。 Ø若有数据可读，读完后要检查有无写者等待 ，若有唤醒之。n 一旦有一方不存在，应立即终止通信过程 。15第三次是关闭同步。 § 当一个写进程关闭有名管道时， Ø若发现有进程睡眠等待读管道，唤醒它， Ø被唤醒进程立即从读调用返回。§ 当一个读进程关闭有名管道时， Ø若发现有进程睡眠等待写管道，唤醒它， Ø向它发一个指示错误条件的信号 Ø返回。§ 最后一个关闭有名管道的进程， Ø释放该管道占用的全部盘块 Ø释放相应的主存i节点。16例2任意两进进程之间间通过过一个有名管道通信#include char string=“a”;main(argc,argv) int argc; char *argv; int fd;char buf256;mknod(“fifo”,010777,0); *以读读写执行方式为为所有用户创户创 建有名管道*17if(argc=2)fd=open(“fifo”,O_WRONLY); elsefd=open(“fifo”,O_RDONLY); for(，)if(argc=2) write(fd,string,2);printf(“n I have wrote :%s”,string);string0+=1;close(fd);elseRead(fd,buf,6);printf(“n I have read :%s.n”,buf);buf0=0;close(fd); 18有名管道程序的运行方式：一个进程用“./a.exe 1 key_t key; 用户指定的消息队列的名字int msgflg; 用户设置的标志和访问方式返回一个消息队列描述符 消息的发送：int msgsnd(msgid, msgp,msgsz,msgflg);int msgid; 消息队列描述符struct msgbuf * msgp;指向消息缓冲区的指针int msgsz；消息的长度int msgflg; 当无内存空间存储消息时，等待？ 放回？22 消息的接收：int msgrev(msgid,msgp,msgsz,msgtpy,msgflg);int msgid,msgsz,msgflg;struct msgbuf * msgp;long msgtpy; 规定选读的消息类型 消息队列的操纵：如读出状态信息并修改int msgctl(msgid,cmd,buf);int msgid,cmd; cmd是规定的命令struct msgid_ds * buf; 存放控制参数和查询 结果。23作业P263 13-524
