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所謂進程間通訊,顧名思義,就是在2個(多數情況下)或多個進程間傳遞信息。方法大致如下幾種:
1, 文件(file),匿名管道(anonymous pipe),命名管道(named pipe),信號(signal).
2、 System V IPC 包括消息隊列(message queue),共享內存(shared memory),信號量(semaphore)。這種形式的ipc首先在UNIX分支system V中使用,現在多數unix系統都支持。
文件形式的IPC:
進程(process) A寫信息到文件1,進程B讀文件1。文件的內容,由進程自己決定。
匿名管道:
command1 args1 | command2 args2. 最常見的例子:ls –l |more
由于管道操作由shell代替完成,沒有產生有名字的實體,所以稱為匿名管道。
Shell做的事情是調用pipe(),產生一個管道,然后把command1的輸出連接到管道的出入端,把command2的輸入連接到管道的輸出端。
命名管道
首先,建立一個特殊文件,mkfifo pipe1或者mknod fifo1 p
然后,就當作正常文件讀寫pipe1。例如: ls > fifo1 (寫入)。
while read a
do
echo $a
done (讀出)
由于產生有名字的實體,所以被稱為命名管道。
信號:
簡單的用法: kill –USER2
pid,也就是通過kill()系統調用或者kill命令,發送信號到別的進程。各個進程對于信號的處理過程是自己定義的(除了9,也就是KILL是強制
的)。比如自己可以忽略HUP,TERM,INT(按control-C), 等。
消息隊列(message queue)
消息隊列,是一個隊列的結構,隊列里面的內容由用戶進程自己定義。實際上,隊列里面記錄的是指向用戶自定義結構的指針和結構的大小。要使用message
queue,首先要通過系統調用(msgget)產生一個隊列,然后,進程可以用msgsnd發送消息到這個隊列,消息就是如上所說的結構。別的進程用
msgrcv讀取。消息隊列一旦產生,除非明確的刪除(某個有權限的進程或者用ipcrm命令)或者系統重啟。否則,產生的隊列會一直保留在系統中。而
且,只要有權限,就可以對隊列進行操作。消息隊列和管道很相似,實際上,管道就是用戶消息為1個字節的隊列。
ipcs –aq命令可以查看message queue的狀況:
Message Queues:
T ID KEY MODE OWNER GROUP CREATOR CGROUP
CBYTES QNUM QBYTES LSPID LRPID STIME RTIME CTIME
q 256 0x417d0896 --rw------- root daemon root daemon
0 0 16384 97737 210466 14:31:14 14:31:14 9:52:53
其中:
T: 類型, q 表明這是個消息隊列
ID: 用戶自己定義的,在調用msgget時傳送的參數。
Key: 系統返還的全局唯一的ID。
Mode: 權限,含義和文件權限基本一致
Owner, group: 隊列建立者的名字和組
CREATOR, CGROUP:隊列建立者和組的ID
CBYTES : 目前queue在隊列里的字節數
QNUM, 目前queue在隊列里的消息數
QBYTES: 隊列中消息最大允許字節數
LSPID: 最后發送者PID
LRPID: 最后接受者PID
STIME: 最后發送時間
RTIME: 最后接受時間。.
CTIME: 建立或者最后修改的時間
共享內存(shared memory)
共享內存是一段可以被多個進程共享的內存段。首先,用shmget系統調用產生指定大小的共享內存段,然后需要訪問此共享內存的進程調用shmat系統調
用,把這個內存段附加到自己的地址空間,然后就可以像訪問自己私有的內存一樣訪問這個內存段了。等到訪問完畢,用shmdt脫離。同message
queue一樣,共享內存一旦產生,除非明確的刪除(某個有權限的進程或者用ipcrm命令)或者系統重啟。否則,產生的共享內存會一直保留在系統中。而
且,只要有權限,就可以對共享內存進行操作。共享內存的內容由進程自己定義。為了防止多個進程在同一時間寫同樣一段共享內存,一般程序會使用信號量來控制
對某一段地址的讀寫。
ipcs –am命令可以查看share memory的狀況:
Shared Memory:
T ID KEY MODE OWNER GROUP CREATOR CGROUP
NATTCH SEGSZ CPID LPID ATIME DTIME CTIME
m 258 0 --rw-r----- oracle dba oracle dba
12 8388608 106303 106329 16:28:54 16:48:36 16:28:49
T: 類型 m 表明這是個共享內存
ID: 用戶自己定義的,在調用shmget時傳送的參數。
Key: 系統返還的全局唯一的ID。
Mode: 權限,含義和文件權限基本一致
Owner, group: 隊列建立者的名字和組
CREATOR, CGROUP:隊列建立者和組的ID
NATTCH: 有幾個進程掛接(attach)在這段共享內存上
SEGSZ: 共享內存段大小(字節)
CPID: 產生者PID
LPID: 最后掛接(attach)或者脫離(detach)者PID
ATIME: 最后掛接(attach)時間
DTIME: 最后脫離(detach)時間。.
CTIME: 建立或者最后修改的時間
信號量(semaphore)
在操作系統中,有些資源數量是有限的,在同一時間,只能由有限(一個或幾個)的進程使用和訪問。例如磁帶機,同一時間,只能由一個進程使用。這樣的資源被
稱為關鍵(critical)資源。信號量就是用來記錄關鍵資源的使用情況的。首先,利用系統調用semget產生一個信號量。當需要使用關鍵資源時,調
用semop,傳遞的參數為需要使用的資源的數量,例如2個,參數就為+2。如果這個資源有2個或者更多可用,進程就獲得了使用權,否則就必須等待,直到
有足夠的資源可用。當進程使用資源結束的時候,也用semop釋放關鍵資源。參數為需要釋放的數量,例如2,參數為-2。同message
queue一樣,共信號量一旦產生,除非明確的刪除(某個有權限的進程或者用ipcrm命令)或者系統重啟。否則,信號量會一直保留在系統中。而且,只要
有權限,就可以對其進行操作。
ipcs –as命令可以查看Semaphore的狀況:
Semaphores:
T ID KEY MODE OWNER GROUP CREATOR CGROUP NSEMS OTIME CTIME
s 0 0x696e6974 --ra-r--r-- root system root system 8 9:52:53 9:59:30
T: 類型 s 表明這是個信號量
ID: 用戶自己定義的,在調用semget時傳送的參數。
Key: 系統返還的全局唯一的ID。
Mode: 權限,含義和文件權限基本一致
Owner, group: 隊列建立者的名字和組
CREATOR, CGROUP:隊列建立者和組的ID
NSEMS: 本信號量上信號的數量。
OTIME: 最后一次操作(semop)的時間
CTIM: 建立或者最后修改的時間