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在上一章中我们讲到#xff0c;进程自身有独立的内存空间#xff0c;进程之间是相互独立的存在。因此在没有任何机制的支持下#xff0c;我们可以将进程看作相互孤立的存在。
但是进程之间在某种程度上也是要“交流”的#xff0c;下面正式介绍进程…进程间通信的基本概念
在上一章中我们讲到进程自身有独立的内存空间进程之间是相互独立的存在。因此在没有任何机制的支持下我们可以将进程看作相互孤立的存在。
但是进程之间在某种程度上也是要“交流”的下面正式介绍进程间通信的方法.
通过管道实现进程间通信
为了完成进程间通信需要创建管道。管道并非属于进程的资源而是和套接字一样属于操作系统(也就不是fork函数的复制对象。所以两个进程通过操作系统提供的内存空间进行通信。下面介绍创建管道的函数。
#includeunistd.h
int pipe(int filedes[2]);//成功时返回0失败时返回-1。filedes[0] //通过管道接收数据时使用的文件描述符即管道出口。filedes[1] //通过管道传输数据时使用的文件描述符即管道入口。
以2个元素的int数组地址值作为参数调用上述函数时数组中存有两个文件描述符它们将被用作管道的出口和入口。父进程调用该函数时将创建管道同时获取对应于出入口的文件描述符此时父进程可以读写同一管道相信大家也做过这样的实验)。但父进程的目的是与子选程进行数据交换因此需要将入口或出口中的1个文件描述符传递给子进程。如何完成传递呢答案就是调用fork函数。通过下列示例进行演示。
#include stdio.h
#include unistd.h#
define BUF_SIZE 30int main(int argc, char *argv[]){int fds[2];char str[]who are you?;char buf[BUF_SIZE];pid_t pid;pipe(fds);pidfork();if(pid0)write(fds[1], str, sizeof(str));else{read(fds[0], buf, BUF_SIZE);puts(buf);}return 0;
}
上述代码的重点在于父子进程都可以访问管道的IO路径但子进程仅用输入路径父进程仅用输出路径。
通过管道进行进程间双向通信
先给出示例代码稍作讨论
#includestdio.h
#includeunistd.h
#define BUF_SIZE 30int main(int argc, char *argv[]){int fds[2];char str1[]who are you?;char str2[]Thank you for your message;char buf[BUF_SIZE];pid_t pid;pipe(fds);pidfork();if(pid0){write(fds[1], str1, sizeof(str1));sleep(2);read(fds[0], buf, BUF_SIZE);printf(Child proc output: %s \n,buf);}else{read(fds[0], buf, BUF_SIZE);printf(Parent proc output: %s \n,buf);write(fds[1], str2, sizeof(str2));sleep(3);}
return 0;
}
运行结果应该和大家的预想一致。这次注释第18行代码后再运行务必亲自动手操作。虽 然这行代码只将运行时间延迟了2秒但已引发运行错误。产生原因是什么呢 “向管道传递数据时先读的进程会把数据取走。”
这里管程是操作系统分配的一个地址空间它不属于那两个进程。那么两个程序在运行时一个进程将内容放入这个无主之地。如果放入的这一方不等待几秒而是直接往下运行那么反而它自己放入的内容被自己取走了。时间片耗尽后轮到另一个进程时它便会被无限期的堵塞在读取的函数中因此产生错误。
从上述示例中可以看到只用1个管道进行双向通信并非易事。为了实现这一点程序需要预测并控制运行流程这在每种系统中都不同可以视为不可能完成的任务。既然如此该如何进行双向通信呢 “创建2个管道。”
非常简单1个管道无法完成双向通信任务因此需要创建2个管道各自负责不同的数据流 动即可。
下面是示例代码
#includestdio.h
#includeunistd.h
#define BUF_SIZE 30int main(int argc, char *argv[]){int fds1[2], fds2[2];char stri[]who are you?;char str2[]Thank you for your message;char buf[BUF_SIZE];pidt pid;pipe(fds1), pipe(fds2);pidfork();if(pid0){write(fds1[1], str1, sizeof(str1));read(fds2[0], buf, BUF_SIZE);printf(Child proc output: %s \n, buf);}else{read(fds1[0], buf, BUF_SIZE);printf(Parent proc output: %s \n, buf);write(fds2[1], str2, sizeof(str2));sleep(3);}
return 0;
}
运用进程间通信
保存消息的回声服务器端
下面扩展第10章的回声服务器端添加如下功能“将回声客户端传输的字符串按序保存到文件中。” 我希望将该任务委托给另外的进程。换言之另行创建进程从向客户端提供服务的进程读 取字符串信息。当然该过程中需要创建用于接收数据的管道。 下面给出示例。该示例可以与任意回声客户端配合运行。
#include 头声明与第10章的示例一致。
#define BUF_SIZE 100
void error_handling(char *message);
void read_childproc(int sig);int main(int argc, char *argv[]){int serv_sock, clnt_sock;struct sockaddr_in serv_adr, cint_adr;int fds[2];pid_t pid;struct sigaction act;socklen_t adr_sz;int str_len, state;char buf[BUF_SIZE];if(argc!2) {printf(Usage : %s port\n, argv[0]);exit(1);}act.sa_handlerread_childproc;sigemptyset(act.sa_mask);act.sa_flags0;statesigaction(SIGCHLD, act, 0);serv_socksocket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);memset(serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_familyAF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addrhtonl(INADDR_ANY);serv_adr.sin_porthtons(atoi(argv[1]));if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)serv_adr, sizeof(serv_adr))-1)error_handling(bind() error);if(listen(serv_sock,5)-1)error_handiing(listen() error);pipe(fds);pidfork();if(pid0){FILE *fpfopen(echomsg.txt,wt);char msgbuf[BUF_SIZE];int i, len;for(i0;i10;i){lenread(fds[0], msgbuf, BUF_SIZE);fwrite((void*)msgbuf,1, len, fp);}fclose(fp);return 0;}while(1){adr_szsizeof(clnt_adr);clnt_sockaccept(serv_sock,(struct sockaddr*)clnt_adr, adr_sz);if(clnt_sock-1)continue;elseputs(new client connected...);pidfork();if(pid0){close(serv_sock);while((str_lenread(clnt_sock, buf, BUF_SIZE))!0){write(clnt_sock, buf, str_len);//回声write(fds[1], buf, str_len); //记录消息}close(clnt_sock);puts(client disconnected...);return 0;}else close(clnt_sock);}close(serv_sock);return 0;
}void read_childproc(int sig){
//与上一章示例一致故省略。
}void error_handling(char* message){
//与上一章示例一致故省略。
}
