linux系统编程--进程间通信

IPC方法

Linux环境下，进程地址空间相互独立，每个进程各自有不同的用户地址空间。任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程和进程之间不能相互访问，

要交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区，进程2再从内核缓冲区把数据读走，内核提供的这种机制称为进程间通信（IPC，InterProcess Communication）。

在进程间完成数据传递需要借助操作系统提供特殊的方法，如：文件（文件打开之后产生一个文件结构体在内核中，不同进程打开同一个文件，文件描述符是不相关的，但是在内核中映射到同一个缓存区）、

　　 管道、信号、共享内存、消息队列、套接字、命名管道等。随着计算机的蓬勃发展，

一些方法由于自身设计缺陷被淘汰或者弃用。现今常用的进程间通信方式有：

① 管道 (使用最简单)

② 信号 (开销最小)

③ 共享映射区 (无血缘关系)

④ 本地套接字 (最稳定)

管道

管道的概念：

管道是一种最基本的IPC机制，作用于有血缘关系的进程之间，完成数据传递。调用pipe系统函数即可创建一个管道。有如下特质：

1. 其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区)

　　  2. 由两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写端。

3. 规定数据从管道的写端流入管道，从读端流出。

管道的原理: 管道实为内核使用环形队列机制，借助内核缓冲区(4k)实现。

管道的局限性：

① 数据自己读不能自己写。

② 数据一旦被读走，便不在管道中存在，不可反复读取。

③ 由于管道采用半双工通信方式。因此，数据只能在一个方向上流动。

④ 只能在有公共祖先的进程间使用管道。

常见的通信方式有，单工通信、半双工通信、全双工通信。

pipe函数

创建管道

int pipe(int pipefd[2]);               成功：0；失败：-1，设置errno

函数调用成功返回r/w两个文件描述符。无需open，但需手动close。规定：fd[0] → r； fd[1] → w，就像0对应标准输入，1对应标准输出一样。

向管道文件读写数据其实是在读写内核缓冲区。

管道创建成功以后，创建该管道的进程（父进程）同时掌握着管道的读端和写端。如何实现父子进程间通信呢？通常可以采用如下步骤：

1. 父进程调用pipe函数创建管道，得到两个文件描述符fd[0]、fd[1]指向管道的读端和写端。

2. 父进程调用fork创建子进程，那么子进程也有两个文件描述符指向同一管道。

3. 父进程关闭管道读端，子进程关闭管道写端。父进程可以向管道中写入数据，子进程将管道中的数据读出。

由于管道是利用环形队列实现的，数据从写端流入管道，从读端流出，这样就实现了进程间通信。

练习：父子进程使用管道通信，父写入字符串，子进程读出并，打印到屏幕。【pipe.c】

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <errno.h>

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <fcntl.h>

void SYS_ERR(const char* str)
{
    perror(str);
    exit();
}

int main(int argc, char **argv)
{

    int fd[];
    pid_t pid;
    char *str = "hello world\n";
    char *buf[] = {};
        int ret;
        ret = pipe(fd);
    if (ret == -) {
        SYS_ERR("pipe error");
    }

    pid = fork();
    if (pid == -) {
        SYS_ERR("fork error");
    }
    else if (pid > ) {
        close(fd[]);// 父进程关闭读端
        write(fd[], str, strlen(str));
        wait(NULL);// 回收子进程
        close(fd[]);
    }
    else if (pid == ) {
        close(fd[]);// 子进程关闭写端
         ret = read(fd[], buf, sizeof(buf));
        write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
        close(fd[]);
    }

    return ;
}

思考：为甚么，程序中没有使用sleep函数，但依然能保证子进程运行时一定会读到数据呢？

管道的读写行为

使用管道需要注意以下4种特殊情况（假设都是阻塞I/O操作，没有设置O_NONBLOCK标志）：

1. 如果所有指向管道写端的文件描述符都关闭了（管道写端引用计数为0），而仍然有进程从管道的读端读数据，那么管道中剩余的数据都被读取后，再次read会返回0，就像读到文件末尾一样。

2. 如果有指向管道写端的文件描述符没关闭（管道写端引用计数大于0），而持有管道写端的进程也没有向管道中写数据，这时有进程从管道读端读数据，那么管道中剩余的数据都被读取后，再次read会阻塞，直到管道中有数据可读了才读取数据并返回。

3. 如果所有指向管道读端的文件描述符都关闭了（管道读端引用计数为0），这时有进程向管道的写端write，那么该进程会收到信号SIGPIPE，通常会导致进程异常终止。当然也可以对SIGPIPE信号实施捕捉，不终止进程。具体方法信号章节详细介绍。

4. 如果有指向管道读端的文件描述符没关闭（管道读端引用计数大于0），而持有管道读端的进程也没有从管道中读数据，这时有进程向管道写端写数据，那么在管道被写满时再次write会阻塞，直到管道中有空位置了才写入数据并返回。

总结：

① 读管道：  1. 管道中有数据，read返回实际读到的字节数。

2. 管道中无数据：

　　　　　　　　(1) 管道写端被全部关闭，read返回0 (好像读到文件结尾)

(2) 写端没有全部被关闭，read阻塞等待(不久的将来可能有数据递达，此时会让出cpu)

② 写管道：  1. 管道读端全部被关闭， 进程异常终止(也可使用捕捉SIGPIPE信号，使进程不终止)

2. 管道读端没有全部关闭：

　　　　　　　　(1) 管道已满，write阻塞。

(2) 管道未满，write将数据写入，并返回实际写入的字节数。

练习：使用管道实现父子进程间通信，完成：ls | wc –l。假定父进程实现ls，子进程实现wc。

　　ls命令正常会将结果集写出到stdout，但现在会写入管道的写端；wc –l 正常应该从stdin读取数据，但此时会从管道的读端读。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int fd[];

    pipe(fd);
    pid = fork();

    if (pid == ) {  //child
        close(fd[]);                    //子进程从管道中读数据，关闭写端
        dup2(fd[], STDIN_FILENO);        //让wc从管道中读取数据
        execlp("wc", "wc", "-l", NULL);    //wc命令默认从标准读入取数据

    } else {

        close(fd[]);    //父进程向管道中写数据，关闭读端
        dup2(fd[], STDOUT_FILENO);        //将ls的结果写入管道中
        execlp("ls", "ls", NULL);        //ls输出结果默认对应屏幕
    }

    return ;
}

/*
 *  程序不时的会出现先打印$提示符，再出程序运行结果的现象。
 *  这是因为：父进程执行ls命令，将输出结果给通过管道传递给
 *  子进程去执行wc命令，这时父进程若先于子进程打印wc运行结果
 *  之前被shell使用wait函数成功回收，shell就会先于子进程打印
 *  wc运行结果之前打印$提示符。
 *  解决方法：让子进程执行ls,父进程执行wc命令。或者在兄弟进程间完 *成。
 */

程序执行，发现程序执行结束，shell还在阻塞等待用户输入。这是因为，shell → fork → ./pipe1， 程序pipe1的子进程将stdin重定向给管道，

父进程执行的ls会将结果集通过管道写给子进程。若父进程在子进程打印wc的结果到屏幕之前被shell调用wait回收，shell就会先输出$提示符。

练习：使用管道实现兄弟进程间通信。 兄：ls  弟： wc -l  父：等待回收子进程。

要求，使用“循环创建N个子进程”模型创建兄弟进程，使用循环因子i标示。注意管道读写行为。【pipe2.c】

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int fd[], i;

    pipe(fd);

    for (i = ; i < ; i++) {
        if((pid = fork()) == ) {
            break;
        }
    }

    if (i == ) {            //兄
        close(fd[]);                //写,关闭读端
        dup2(fd[], STDOUT_FILENO);
        execlp("ls", "ls", NULL);
    } else if (i == ) {    //弟
        close(fd[]);                //读，关闭写端
        dup2(fd[], STDIN_FILENO);
        execlp("wc", "wc", "-l", NULL);
    } else {
        close(fd[]);
        close(fd[]);
        for(i = ; i < ; i++)        //两个儿子wait两次
            wait(NULL);
    }

    return ;
}

测试：是否允许，一个pipe有一个写端，多个读端呢？是否允许有一个读端多个写端呢？             【pipe3.c】

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int fd[], i, n;
    char buf[];

    int ret = pipe(fd);
    if(ret == -){
        perror("pipe error");
        exit();
    }

    for(i = ; i < ; i++){
        if((pid = fork()) == )
            break;
        else if(pid == -){
            perror("pipe error");
            exit();
        }
    }

    if (i == ) {
        close(fd[]);
        write(fd[], "1.hello\n", strlen("1.hello\n"));
    } else if(i == ) {
        close(fd[]);
        write(fd[], "2.world\n", strlen("2.world\n"));
    } else {
        close(fd[]);       //父进程关闭写端,留读端读取数据
//        sleep(1);
        n = read(fd[], buf, );     //从管道中读数据
        write(STDOUT_FILENO, buf, n);

        for(i = ; i < ; i++)        //两个儿子wait两次
            wait(NULL);
    }

    return ;
}

统计当前系统中进程ID大于10000的进程个数。

管道缓冲区大小

可以使用ulimit –a 命令来查看当前系统中创建管道文件所对应的内核缓冲区大小 (4096bytes)。通常为：

pipe size            (512 bytes, -p) 8

也可以使用fpathconf函数，借助参数        选项来查看。使用该宏应引入头文件<unistd.h>

long fpathconf(int fd, int name);     成功：返回管道的大小         失败：-1，设置errno

管道的优劣

优点：简单，相比信号，套接字实现进程间通信，简单很多。

缺点：1. 只能单向通信，双向通信需建立两个管道。

2. 只能用于父子、兄弟进程(有共同祖先)间通信。该问题后来使用fifo有名管道解决。

FIFO

FIFO常被称为命名管道，以区分管道(pipe)。管道(pipe)只能用于“有血缘关系”的进程间。但通过FIFO，不相关的进程也能交换数据。

FIFO是Linux基础文件类型中的一种。但，FIFO文件在磁盘上没有数据块，仅仅用来标识内核中一条通道。各进程可以打开这个文件进行read/write，实际上是在读写内核通道，这样就实现了进程间通信。

创建方式：

1. 命令：mkfifo 管道名

2. 库函数：int mkfifo(const char *pathname,  mode_t mode);  成功：0； 失败：-1

一旦使用mkfifo创建了一个FIFO，就可以使用open打开它，常见的文件I/O函数都可用于fifo。如：close、read、write、unlink等。

管道无数据：关闭写端，不会返回0，读端阻塞

　　　　　　若关闭读端，写端也会关闭

【fifo_w.c】

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void sys_err(char *str)
{
    perror(str);
    exit(-);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, i;
    char buf[];

    if (argc < ) {
        printf("Enter like this: ./a.out fifoname\n");
        return -;
    }
    /*
    int ret = access("myfifo", F_OK);
    if (ret != 0) {
        mkfifo("myfifo", 0664);
    }
    */

    fd = open(argv[], O_WRONLY);
    if (fd < )
        sys_err("open");

    i = ;
    while () {
        sprintf(buf, "hello itcast %d\n", i++);
        write(fd, buf, strlen(buf));
        sleep();
    }
    close(fd);

    return ;
}

【fifo_r.c】

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void sys_err(char *str)
{
    perror(str);
    exit();
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, len;
    char buf[];

    if (argc < ) {
        printf("./a.out fifoname\n");
        return -;
    }
    fd = open(argv[], O_RDONLY);
    if (fd < )
        sys_err("open");
    while () {
        len =read(fd, buf, sizeof(buf));
        write(STDOUT_FILENO, buf, len);
        sleep();           //多個读端时应增加睡眠秒数,放大效果.
    }
    close(fd);

    return ;
}

共享存储映射

文件进程间通信

使用文件也可以完成IPC，理论依据是，fork后，父子进程共享文件描述符。也就共享打开的文件。

练习：编程测试，父子进程共享打开的文件。借助文件进行进程间通信。【fork_shared_fd.c】

/*
 *父子进程共享打开的文件描述符------使用文件完成进程间通信.
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    int fd1, fd2; pid_t pid;
    char buf[];
    char *str = "---------test for shared fd in parent child process-----\n";

    pid = fork();
    if (pid < ) {
        perror("fork error");
        exit();
    } else if (pid == ) {
        fd1 = open("test.txt", O_RDWR);
        if (fd1 < ) {
            perror("open error");
            exit();
        }
        write(fd1, str, strlen(str));
        printf("child wrote over...\n");
    } else {
        fd2 = open("test.txt", O_RDWR);
        if (fd2 < ) {
            perror("open error");
            exit();
        }
        sleep();                   //保证子进程写入数据
        int len = read(fd2, buf, sizeof(buf));
        write(STDOUT_FILENO, buf, len);

        wait(NULL);
    }

    return ;
}

通过文件通信

思考，无血缘关系的进程可以打开同一个文件进行通信吗？为什么？

/*
 * 后执行,尝试读取另外一个进程写入文件的内容
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char buf[];
    char *str = "----------test2 write secesuss--------\n";
    int ret;

    sleep();   //睡眠2秒,保证test1将数据写入test.txt文件

    int fd = open("test.txt", O_RDWR);

    //尝试读取test.txt文件中test1写入的数据
    ret = read(fd, buf, sizeof(buf));   

    //将读到的数据打印至屏幕
    write(STDOUT_FILENO, buf, ret);

    //写入数据到文件test.txth中, 未修改读写位置
    write(fd, str, strlen(str));

    printf("test2 read/write finish\n");

    close(fd);

    return ;
}

/*
 * 先执行,将数据写入文件test.txt
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define N 5

int main(void)
{
    char buf[];
    char *str = "--------------secesuss-------------\n";
    int ret;

    int fd = open("test.txt", O_RDWR|O_TRUNC|O_CREAT, );

    //直接打开文件写入数据
    write(fd, str, strlen(str));
    printf("test1 write into test.txt finish\n");

    sleep(N);

    lseek(fd, , SEEK_SET);
    ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
    ret = write(STDOUT_FILENO, buf, ret);

    if (ret == -) {
        perror("write second error");
        exit();
    }

    close(fd);

    return ;
}

存储映射I/O

存储映射I/O (Memory-mapped I/O) 使一个磁盘文件与存储空间中的一个缓冲区相映射。于是当从缓冲区中取数据，就相当于读文件中的相应字节。于此类似，将数据存入缓冲区，则相应的字节就自动写入文件。这样，就可在不适用read和write函数的情况下，使用地址（指针）完成I/O操作。

简单的说就是将磁盘映射到内存，然后通过操作内存的方法来改变磁盘数据

使用这种方法，首先应通知内核，将一个指定文件映射到存储区域中。这个映射工作可以通过mmap函数来实现。

mmap函数

void *mmap(void *adrr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

返回：成功：返回创建的映射区首地址；失败：MAP_FAILED宏

参数：

addr:       建立映射区的首地址，由Linux内核指定。使用时，直接传递NULL

length： 欲创建映射区的大小

prot：      映射区权限 PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE ，还有执行

flags：     标志位参数(常用于设定更新物理区域、设置共享、创建匿名映射区)

MAP_SHARED:  会将映射区所做的操作反映到物理设备（磁盘）上。

MAP_PRIVATE: 映射区所做的修改不会反映到物理设备。

fd：         用来建立映射区的文件描述符

offset： 映射文件的偏移(4k的整数倍)

munmap函数

同malloc函数申请内存空间类似的，mmap建立的映射区在使用结束后也应调用类似free的函数来释放。

　　  int munmap(void *addr, size_t length);  成功：0； 失败：-1

借鉴malloc和free函数原型，尝试装自定义函数smalloc，sfree来完成映射区的建立和释放。思考函数接口该如何设计？【smalloc.c】

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

void *smalloc(size_t size)
{
    void *p;

    p = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE,
            MAP_SHARED|MAP_ANON, -, );
    if (p == MAP_FAILED) {
        p = NULL;
    }

    return p;
}

void sfree(void *ptr, size_t size)
{
    munmap(ptr, size);
}

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;

    p = smalloc();

    pid = fork();                //创建子进程
    if (pid == ) {
        *p = ;
        printf("child, *p = %d\n", *p);
    } else {
        sleep();
        printf("parent, *p = %d\n", *p);
    }

    sfree(p, );

    return ;
}

mmap注意事项

【mmap.c】

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>

void sys_err(char *str)
{
    perror(str);
    exit();
}

int main(void)
{
    char *mem;
    int len = ;

    int fd = open("hello678", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, );
    if (fd < )
        sys_err("open error");
    len = lseek(fd, , SEEK_SET);   //获取文件大小,根据文件大小创建映射区
    write(fd, "\0", );              //实质性完成文件拓展    或者使用ftruncate 函数，不需要IO操作就可以拓展文件大小
    len = lseek(fd, , SEEK_END);

    printf("The length of file = %d\n", len);

    mem = mmap(NULL, len, PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, );
    if (mem == MAP_FAILED)            //出错判断
        sys_err("mmap err: ");
    close(fd);

    strcpy(mem, "aaa");
    printf("%s\n", mem);

    if (munmap(mem,  len) < )
        sys_err("munmap");

    return ;
}

思考：

1. 如果mem++，munmap可否成功？ // 不能，会出错

2. 如果open时O_RDONLY, mmap时PROT参数指定PROT_READ|PROT_WRITE会怎样？ // 出错

3. 如果文件偏移量为1000会怎样？// 无效的参数，必须是4k的整数倍

5. mmap什么情况下会调用失败？//

6. 对mem越界操作会怎样？// 不会报错，但是不安全，数据没保障

7. 文件描述符先关闭，对mmap映射有没有影响？// 没有影响

4. 如果不检测mmap的返回值，会怎样？

8. 可以open的时候O_CREAT一个新文件来创建映射区吗?

总结：使用mmap时务必注意以下事项：

1.       创建映射区的过程中，隐含着一次对映射文件的读操作。(所以创建文件的时候要注意权限的问题)

2.       当MAP_SHARED时，要求：映射区的权限应 <=文件打开的权限(出于对映射区的保护)。而MAP_PRIVATE则无所谓，因为mmap中的权限是对内存的限制。

3.       映射区的释放与文件关闭无关。只要映射建立成功，文件可以立即关闭。

4.       特别注意，当映射文件大小为0时，不能创建映射区。所以：用于映射的文件必须要有实际大小！！ mmap使用时常常会出现总线错误，通常是由于共享文件存储空间大小引起的。

5.       munmap传入的地址一定是mmap的返回地址。坚决杜绝指针++操作。

6.       如果文件偏移量必须为4K的整数倍

7.       mmap创建映射区出错概率非常高，一定要检查返回值，确保映射区建立成功再进行后续操作。

mmap父子进程通信

父子等有血缘关系的进程之间也可以通过mmap建立的映射区来完成数据通信。但相应的要在创建映射区的时候指定对应的标志位参数flags：

　　  MAP_PRIVATE:  (私有映射)  父子进程各自独占映射区；

MAP_SHARED:  (共享映射)  父子进程共享映射区；

练习：父进程创建映射区，然后fork子进程，子进程修改映射区内容，而后，父进程读取映射区内容，查验是否共享。 【fork_mmap.c】

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>

int var = ;

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;

    int fd;
    fd = open("temp", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, );
    if(fd < ){
        perror("open error");
        exit();
    }
    unlink("temp");                //删除临时文件目录项,使之具备被释放条件.
    ftruncate(fd, );

    p = (int *)mmap(NULL, , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, );
    //p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if(p == MAP_FAILED){        //注意:不是p == NULL
        perror("mmap error");
        exit();
    }
    close(fd);                    //映射区建立完毕,即可关闭文件

    pid = fork();                //创建子进程
    if(pid == ){
        *p = ;
        var = ;
        printf("child, *p = %d, var = %d\n", *p, var);
    } else {
        sleep();
        printf("parent, *p = %d, var = %d\n", *p, var);
        wait(NULL);

        int ret = munmap(p, );                //释放映射区
        if (ret == -) {
            perror("munmap error");
            exit();
        }
    }

    return ;
}

结论：父子进程共享：1. 打开的文件  2. mmap建立的映射区(但必须要使用MAP_SHARED)

匿名映射

通过使用我们发现，使用映射区来完成文件读写操作十分方便，父子进程间通信也较容易。但缺陷是，每次创建映射区一定要依赖一个文件才能实现。

通常为了建立映射区要open一个temp文件，创建好了再unlink、close掉，比较麻烦。 可以直接使用匿名映射来代替。其实Linux系统给我们提供了创建匿名映射区的方法，无需依赖一个文件即可创建映射区。

同样需要借助标志位参数flags来指定。使用MAP_ANONYMOUS (或MAP_ANON)， 如:

int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);

"4"随意举例，该位置表大小，可依实际需要填写。【fork_map_anon_linux.c】

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;

    int fd = open("/dev/zero", O_RDWR);
    //p = mmap(NULL, 400, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_ANON, -1, 0);
    p = mmap(NULL, , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, );
    if(p == MAP_FAILED){        //注意:不是p == NULL
        perror("mmap error");
        exit();
    }
    close(fd);

    pid = fork();                //创建子进程
    if(pid == ){
        *p = ;
        printf("child, *p = %d\n", *p);
    } else {
        sleep();
        printf("parent, *p = %d\n", *p);
    }

    munmap(p, );                //释放映射区

    return ;
}

需注意的是，MAP_ANONYMOUS和MAP_ANON这两个宏是Linux操作系统特有的宏。在类Unix系统中如无该宏定义，可使用如下两步来完成匿名映射区的建立。

① fd = open("/dev/zero", O_RDWR);

② p = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MMAP_SHARED, fd, 0);

mmap无血缘关系进程间通信

实质上mmap是内核借助文件帮我们创建了一个映射区，多个进程之间利用该映射区完成数据传递。由于内核空间多进程共享，因此无血缘关系的进程间也可以使用mmap来完成通信。

只要设置相应的标志位参数flags即可。若想实现共享，当然应该使用MAP_SHARED了。【mmp_w.c/mmp_r.c】

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>

struct STU {
    int id;
    char name[];
    char sex;
};

void sys_err(char *str)
{
    perror(str);
    exit();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    struct STU student = {, "xiaoming", 'm'};
    char *mm;

    if (argc < ) {
        printf("./a.out file_shared\n");
        exit(-);
    }

    fd = open(argv[], O_RDWR | O_CREAT, );
    ftruncate(fd, sizeof(student));

    mm = mmap(NULL, sizeof(student), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, );
    if (mm == MAP_FAILED)
        sys_err("mmap");

    close(fd);

    while () {
        memcpy(mm, &student, sizeof(student));
        student.id++;
        sleep();
    }

    munmap(mm, sizeof(student));

    return ;
}

写

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>

struct STU {
    int id;
    char name[];
    char sex;
};

void sys_err(char *str)
{
    perror(str);
    exit(-);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    struct STU student;
    struct STU *mm;

    if (argc < ) {
        printf("./a.out file_shared\n");
        exit(-);
    }

    fd = open(argv[], O_RDONLY);
    if (fd == -)
        sys_err("open error");

    mm = mmap(NULL, sizeof(student), PROT_READ, MAP_SHARED, fd, );
    if (mm == MAP_FAILED)
        sys_err("mmap error");

    close(fd);

    while () {
        printf("id=%d\tname=%s\t%c\n", mm->id, mm->name, mm->sex);
        usleep();
    }

    munmap(mm, sizeof(student));

    return ;
}

读