Liunx进程间通信之信号

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常用的进程间通信(IPC,InterProcess Communication)的方法

信号(signal)

实现代码

运行结果


  • 常用的进程间通信(IPC,InterProcess Communication)的方法

  1. 信号 ( Sinal ) : 信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生;
  2.  管道(Pipe):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系(通常是指父子进程关系) 的进程间使用;
  3. 命名管道FIFO:命名管道(Named Pipe)也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信;
  4.  命名socket或UNIX域socket(Named Socket或Unix Domain Socket):socket也是一种进程间通信机制,与其他通 信机制不同的是,它可用于不同进程间的进程通信;
  5. 信号量(Semaphore):信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止 某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段;
  6. 共享存储(Shared Memory):共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但 多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其 他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信;
  7. 消息队列(Message Queue):消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信 号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
  • 信号(signal)

  信号是Linux系统中用于进程之间通信或操作的一种机制,信号可以在任何时候发送给某一进程,而无须知道该进程的状态。 如果该进程并未处于执行状态,则该信号就由内核保存起来,直到该进程恢复执行并传递给他为止。如果一个信号被进程设置为 阻塞,则该信号的传递被延迟,直到其阻塞被取消时才被传递给进程。
    Linux提供了几十种信号,分别代表着不同的意义。信号之间依靠他们的值来区分,但是通常在程序中使用信号的名字来表示 一个信号。信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟,是一种异步通信方式,信号可以在用户空间进程和内核之间直接交互。 内核也可以利用信号来通知用户空间的进程来通知用户空间发生了哪些系统事件。
   我们知道,父进程在创建子进程之后,究竟是父进程还是子进程先运行没有规定,这由操作系统的进程调度策略决定,而如果在某些情况下我们需要确保父子进程运行的先后顺序,则可以使用信号来实现进程间的同步。下面是一个父子进程之间使用信号 进行同步的例程。在下面的这个程序中,如果父进程先执行则进入到循环休眠等待状态,直到子进程给他发送信号之后才能跳出 循环继续运行,这就可以确保子进程先执行它的任务。同样子进程在执行完成任务之后,就等待父进程给他发送信号之后才能退出,而父进程则通过调用wait()系统调用等待子进程退出后,父进程再退出。

  • 实现代码


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <string.h> 
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int      g_pa_run  = 0;
int      g_ch_stop  = 0;

void child_handle(int signum);
void parent_handle(int signum);
int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t     pid;
    int       child_status;
    signal(SIGUSR2, child_handle); //注册信号函数
    signal(SIGUSR1, parent_handle); //注册信号函数
    pid = fork();  //创建子进程
    if (pid < 0)
    {
        printf("Fork error: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    if (pid > 0)   //父进程
    {
        printf("The parent start running, but is bolck here,wait the child to sned a signal...\n");
        while (!g_pa_run)  //父进程阻塞在此处等待子进程发送信号
        {
            sleep(3);
            
        }

        printf("The parent will go to  run, and send a signal to child...\n");

        kill(pid, SIGUSR1);  //发送SIGUSR1的信号

        wait(&child_status);  //父进程等待子进程结束
        printf("The parnet will wait child exit and will exit now...\n");
    }


    if (0==pid)  //子进程
    {
        printf("The child will go to run, and send a signal to parent...\n");


        kill(getppid(), SIGUSR2);  //发送SIGUSR2信号使得父进程阻塞
        while (!g_ch_stop) 
        {
            sleep(1);
            
        }


        printf("The child reseve parent signal,and will  go to exit...\n");
        return 0;
    }


    return 0;
}

void  parent_handle(int signum) //父进程的信号处理函数
{
    if (signum == SIGUSR1)
        g_ch_stop = 1;

}
void child_handle(int signum)  //子进程的信号处理函数
{
    if (signum == SIGUSR2)
        g_pa_run = 1;
}
  • 运行结果

由于父子进程谁先运行由操作系统的调度测略决定,如果父进程首先运行起来,那么他就会阻塞,等待子进程发送信号;如果子进程先运行起来,他也会给父进程发送信号,使得父子进程同步。

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