Linux 进程间通信（IPC）：信号、共享内存
1.无名管道
1.管道本质：
内核空间中的一段缓冲区，遵循先进先出特点。
无名管道的：读端：pipefd[0]
写端：pipefd[1]
读写端不能交换。
无名管道默认大小：65536bytes = 64K
2.管道的特性：
1. 写阻塞：读端和写端都存在，向管道中写数据，当管道满时，发生写阻塞。
2. 读阻塞：读端和写端都存在，从管道中读数据，若管道为空，则发生读阻塞。
3. 读返回0：当写端关闭，从管道中读数据，若管道中有数据，则读到数据；
若管道中没有数据，read则返回0，不再阻塞。
4. 管道破裂：读端关闭，向管道中写入数据，发生管道破裂（异常）
2.有名管道本质：
内核空间的一段缓冲区，但这块缓冲区和一个管道文件相关联
3.信号
信号：
实现进程间的通知机制
实现进程间的异步通信
异步通信：接收方不知道什么时间发送方会发送数据
1.系统支持的信号
kill -l 查看
2） SIGINT:ctrl + c
让一个进程被打断
3） SIGQUIT:ctrl + \
让一个进程结束
9） SIGKILL:
强制让一个进程结束
11）SIGSEGV:
让一个进程结束(段错误)
13）SIGPIPE:
让一个进程结束(管道破裂)
14）SIGALRM:
让一个进程结束(定时时间到达)
17）SIGCHLD:
子进程结束时发送给父进程
18）SIGCONT:
让停止态的进程继续执行
19）SIGSTOP:
让运行态的进程进入停止态（暂停）强制停止
20）SIGTSTP:
ctrl + z 让进程进入暂停态，后台进程
来自终端的停止信号
10) SIGUSR1
12) SIGUSR2
用户可自定义的信号
管理员信号
9) SIGKILL
19) SIGSTOP
管理员信号：只能按照默认方式处理，不能够被忽略和捕获。
2.信号处理流程
信号处理方式：
1.缺省：按照默认方式进行处理
2.忽略：不处理
3.捕获：以自定义方式处理
signal函数
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能：设置信号的处理方式（注册一个信号）
参数：
signum：要处理的信号编号
handler：
SIG_IGN：忽略方式处理该信号
SIG_DFL：缺省方式处理
函数地址：捕获方式处理
返回值：
失败：NULL
自定义方式：返回自定义函数入口
void (*sighandler_t)(int signum);
sighandler_t：执行信号任务处理函数的入口
参数：
signum：触发该任务函数的信号
信号未被注册，则按照默认方式处理
信号只需注册一次，并且应该尽早注册
每次接收到信号都会触发一次信号函数
3.发送信号
1. kill命令
2.kill()
int kill(pid_t pid, int sig)
功能:给指定的进程发送一个信号
参数: pid:接收信号的进程PID
sig:信号的编号
返回值: 成功:0; 失败:-1;
3.子进程结束时，会发送SIGCHLD信号给父进程 子进程空间
异步回收:通过子进程发送的SIGCHLD信号实现。
4. int raIse(int sig)
功能：给自己所在进程发信号
5.unsigned int alarm(unsigned int seconds);
功能:设置一个闹钟不当闹钟时间到达时，向自己所在的进程发送一个SIGALRM
参数:
seconds:设置的闹钟的定时时间
返回值: 成功返回上次设定剩余的时间 ,上次未设定则返回0
6.pause()
功能：让一个进程进入可唤醒的休眠状态
注意：paues可以被一个可捕获的信号唤醒（9，19号信号不可被捕获）
4.共享内存
共享内存：进程间效率最高的通信方式
1.通信原理
使用内核空间中内存区域共享
使用内存映射技术，减少的数据的反复拷贝，提高了通信效率
2.共享内存操作流程
IPC对象
1.创建IPC Key：key t ftok(const char *pathname, int proj_id)
功能：创建一个IPC Key
参数：pathname 路径
proj_id: 工程ID
注意：两个进程在创建KEY时必须使用相同的参数
返回值：
成功：IPC key
失败：-1
2.创建共享内存：int shmget(key_t key, size t size, int shmflg);
功能：创建一个共享内存
参数：
key：IPC key
size：共享内存的大小
会被扩展成PAGE_SIZE（4096bytes）的整数倍
shmflg：
IPC_CREAT | 0664
返回值：
成功：共享内存的ID
失败：-1
3.建立共享内存段与用户空间的的内存映射：
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能：建立共享内存内存映射
参数：
shmid ：共享内存id
shmaddr：映射的用户空间首地址
NULL：让操作系统分配
shmflg：
SHM_RDONLY：只读
!SHM_RDONLY：可读可写
返回值：
成功：映射的用户空间首地址
失败：(void *) -1
4.向共享内存写入数据（通过用户空间首地址）
5.解除映射关系：int shmdt(const void *shmaddr);
功能：解除内存映射关系
参数：
shmaddr：要解除的用户空间首地址
返回值：
成功：0
失败：-1
6.删除共享内存：int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid ds *buf);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：操作共享内存
参数：
shmid：要操作的共享内存id
cmd：要执行的操作指令
IPC_RMID：删除操作
buf：设置的参数
返回值：
成功：0
失败：-1
ipcs -a 查看内核中的IPC对象
ipcrm -s 删除信号量集
ipcrm -m 删除共享内存
ipcrm -m shmid
ipcrm -M shmkey
5.信号量集
实现进程间同步
6.消息队列
和管道类似，有同步效果
增加数据的等级（优先级：优先级数据越小，优先级越高）