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linux 历程通信――C语言实现

www.MyException.Cn  网友分享于:2013-07-19  浏览:21次
linux 进程通信――C语言实现

linux 进程通信――C语言实现
2010年10月15日
  linux中的进程通信分为三个部分:低级通信,管道通信和进程间通信IPC(inter process communication)。linux的低级通信主要用来传递进程的控制信号--文件锁和软中断信号机制。linux的进程间通信IPC有三个部分--①信号量,②共享内存和③消息队列。以下是我编写的linux进程通信的C语言实现代码。操作系统为redhat9.0,编辑器为vi,编译器采用gcc。下面所有实现代码均已经通过测试,运行无误。
  一.低级通信--信号通信
  signal.c
  #include 
  #include 
  #include 
  /*捕捉到信号sig之后,执行预先预定的动作函数*/
  void sig_alarm(int sig)
  {
  printf("---the signal received is %d. \n", sig);
  signal(SIGINT, SIG_DFL); //SIGINT终端中断信号,SIG_DFL:恢复默认行为,SIN_IGN:忽略信号
  }
  int main()
  {
  signal(SIGINT, sig_alarm);//捕捉终端中断信号
  while(1) 
  {
  printf("waiting here!\n");
  sleep(1);
  }
  return 0;
  }
  二.管道通信
  pipe.c
  #include 
  #define BUFFER_SIZE 30
  int main()
  {
  int x;
  int fd[2];
  char buf[BUFFER_SIZE];
  char s[BUFFER_SIZE];
  pipe(fd);//创建管道
  while((x=fork())==-1);//创建管道失败时,进入循环
  /*进入子进程,子进程向管道中写入一个字符串*/
  if(x==0)
  {
  sprintf(buf,"This is an example of pipe!\n");
  write(fd[1],buf,BUFFER_SIZE);
  exit(0);
  }
  /*进入父进程,父进程从管道的另一端读出刚才写入的字符串*/
  else
  {
  wait(0);//等待子进程结束
  read(fd[0],s,BUFFER_SIZE);//读出字符串,并将其储存在char s[]中
  printf("%s",s);//打印字符串
  }
  return 0;
  }
  三.进程间通信--IPC
  ①信号量通信
  sem.c
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  /*联合体变量*/
  union semun
  {
  int val; //信号量初始值                   
  struct semid_ds *buf;        
  unsigned short int *array;  
  struct seminfo *__buf;      
  };
  /*函数声明,信号量定义*/
  static int set_semvalue(void); //设置信号量
  static void del_semvalue(void);//删除信号量
  static int semaphore_p(void);  //执行P操作
  static int semaphore_v(void);  //执行V操作
  static int sem_id;             //信号量标识符
  int main(int argc, char *argv[])
  {
  int i;
  int pause_time;
  char op_char = 'O';
  srand((unsigned int)getpid());  
  sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);//创建一个信号量,IPC_CREAT表示创建一个新的信号量
  /*如果有参数,设置信号量,修改字符*/
  if (argc > 1) 
  {
  if (!set_semvalue()) 
  {
  fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  op_char = 'X';
  sleep(5);
  }
  for(i = 0; i  1) 
  {    
  sleep(10);
  del_semvalue(); //删除信号量
  }    
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }
  /*设置信号量*/
  static int set_semvalue(void)
  {
  union semun sem_union;
  sem_union.val = 1;
  if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1) 
  return(0);
  return(1);
  }
  /*删除信号量*/
  static void del_semvalue(void)
  {
  union semun sem_union;  
  if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)
  fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore\n");
  }
  /*执行P操作*/
  static int semaphore_p(void)
  {
  struct sembuf sem_b;   
  sem_b.sem_num = 0;
  sem_b.sem_op = -1; /* P() */
  sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
  if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");
  return(0);
  }
  return(1);
  }
  /*执行V操作*/
  static int semaphore_v(void)
  {
  struct sembuf sem_b;
  sem_b.sem_num = 0;
  sem_b.sem_op = 1; /* V() */
  sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
  if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "semaphore_v failed\n");
  return(0);
  }
  return(1);
  }
  ②消息队列通信
  send.c
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #define MAX_TEXT 512
  /*用于消息收发的结构体--my_msg_type:消息类型,some_text:消息正文*/
  struct my_msg_st
  {
  long int my_msg_type;
  char some_text[MAX_TEXT];
  };
  int main()
  {
  int running = 1;//程序运行标识符
  struct my_msg_st some_data;
  int msgid;//消息队列标识符
  char buffer[BUFSIZ];
  /*创建与接受者相同的消息队列*/
  msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
  if (msgid == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d\n", errno);
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  /*向消息队列中发送消息*/
  while(running) 
  {
  printf("Enter some text: ");
  fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
  some_data.my_msg_type = 1;
  strcpy(some_data.some_text, buffer);
  if (msgsnd(msgid, (void *)&some_data, MAX_TEXT, 0) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "msgsnd failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0) 
  {
  running = 0;
  }
  }
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }
  receive.c
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  /*用于消息收发的结构体--my_msg_type:消息类型,some_text:消息正文*/
  struct my_msg_st
  {
  long int my_msg_type;
  char some_text[BUFSIZ];
  };
  int main()
  {
  int running = 1;//程序运行标识符
  int msgid; //消息队列标识符
  struct my_msg_st some_data; 
  long int msg_to_receive = 0;//接收消息的类型--0表示msgid队列上的第一个消息
  /*创建消息队列*/
  msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
  if (msgid == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d\n", errno);
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  /*接收消息*/
  while(running) 
  {
  if (msgrcv(msgid, (void *)&some_data, BUFSIZ,msg_to_receive, 0) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "msgrcv failed with error: %d\n", errno);
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("You wrote: %s", some_data.some_text);
  if (strncmp(some_data.some_text, "end", 3) == 0) 
  {
  running = 0;
  }
  }
  /*删除消息队列*/
  if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }
  ③共享内存通信
  share.h
  #define TEXT_SZ 2048 //申请共享内存大小
  struct shared_use_st
  {
  int written_by_you; //written_by_you为1时表示有数据写入,为0时表示数据已经被消费者提走
  char some_text[TEXT_SZ];
  };
  producer.c
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include "share.h"
  int main()
  {
  int running = 1; //程序运行标志位
  void *shared_memory = (void *)0;
  struct shared_use_st *shared_stuff;
  char buffer[BUFSIZ];
  int shmid; //共享内存标识符
  /*创建共享内存*/
  shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
  if (shmid == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmget failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  } 
  /*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/
  shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);//指向共享内存第一个字节的指针
  if (shared_memory == (void *)-1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmat failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);
  shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;
  /*生产者写入数据*/
  while(running) 
  {
  while(shared_stuff->written_by_you == 1) 
  {
  sleep(1);            
  printf("waiting for client...\n");
  }
  printf("Enter some text: ");
  fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
  strncpy(shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ);
  shared_stuff->written_by_you = 1;
  if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0) 
  {
  running = 0;
  }
  }
  /*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/
  if (shmdt(shared_memory) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmdt failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("producer exit.\n");
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }
  customer.c #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include "share.h" int main()
  {
  int running = 1;//程序运行标志位
  void *shared_memory = (void *)0; 
  struct shared_use_st *shared_stuff;
  int shmid; //共享内存标识符
  srand((unsigned int)getpid());    
  /*创建共享内存*/
  shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
  if (shmid == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmget failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  /*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/
  shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);//指向共享内存第一个字节的指针
  if (shared_memory == (void *)-1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmat failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);
  shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;
  shared_stuff->written_by_you = 0;
  /*消费者读取数据*/
  while(running) 
  {
  if (shared_stuff->written_by_you) 
  {
  printf("You wrote: %s", shared_stuff->some_text);
  sleep( rand() % 4 );  
  shared_stuff->written_by_you = 0;
  if (strncmp(shared_stuff->some_text, "end", 3) == 0) 
  {
  running = 0;
  }
  }
  }
  /*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/
  if (shmdt(shared_memory) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmdt failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  /*将共享内存删除,所有进程均不能再访问该共享内存*/
  if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) 
  {
  fprintf(stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
  }
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }

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