[linux实验]管道及管道间的通信信号

#include int pipe(int filedes[2])


pipe() 会建立管道。并将文件描述词由 filedes 数组返回。
filedes[0] 为管道的读取端&＃xff0c;filedes[1] 为管道的写入端。
该函数若执行成功&＃xff0c;则返回 0&＃xff0c;否则返回-1&＃xff0c; 错误原因存于 errno 中

#include int lockf(int fd,int cmd,off_t len)


lockf() 用于对一个已经打开的文件&＃xff0c;施加、检测和移除 POSIX 标准的软锁。
fd 是 目标文件的文件描述符&＃xff0c;用户进程必须对 fd 所对应的文件具有 O_WRONLY 或是 O_RDWR 的 权限。
cmd 是指lockf()所采取的行动&＃xff0c;其合法值定义于unistd.h内&＃xff0c;其值为以下几种&＃xff1a;
F_ULOCK 释放锁定,也可用整数 0 代替&＃xff1b;
F_LOCK 将指定的范围上锁,也可用整数 1 代替&＃xff1b; 如果被上锁会阻塞
F_TLOCK 先测试再上锁,也可用整数 2 代替&＃xff1b; 如果被上锁不会阻塞
F_TEST 测试指定的范围是否上锁。
len 是指上锁的解锁的范围&＃xff0c;以字节为单位。0表示往后全部
lockf()函数计算上锁范围是以文件读 写指针加上 len&＃xff0c;因此 lockf()通常与 lseek()搭配使用。
在该实验程序中&＃xff0c;使用 lockf(fd[1],1,0) 来实现对管道写入端的加锁&＃xff0c;以防止写冲突&＃xff0c;
使用 lockf(fd[1],0,0) 来实现对管道写入端的解锁。

#include
void perror(const char *s)


perror() 用来将上一个函数发生错误的原因输出的标准错误(stderr)。
参数 s 所指 的字符串会先打印出来&＃xff0c;后面再加上错误的原因。
上一函数的错误原因将依照全局变量 errno 的值来决定输出什么字符串。

#include
ssize_t read(int fd,void * buf ,size_t count)


read()会把参数 fd 所指的文件传送 count 个字节到 buf 指针所指的内存中。
若参数 count为0&＃xff0c;则read()不会有作用并返回0。
返回值为实际读取到的字节数&＃xff0c;如果返回0&＃xff0c; 表示已到达文件尾或是无可读取的数据&＃xff0c;此外文件读写位置会随读取到的字节移动。
如果顺利 read()会返回实际读到的字节数&＃xff0c;最好能将返回值与参数 count 作比 较&＃xff0c;若返回的字节数比要求读取的字节数少&＃xff0c;则有可能读到了文件尾、从管道(pipe)或 终端机读取&＃xff0c;或者是 read()被信号中断了读取动作。
当有错误发生时则返回-1&＃xff0c;错误代 码存入 errno 中&＃xff0c;而文件读写位置则无法预期。

#include ssize_t write (int fd,const void * buf,size_t count)


write()会把参数 buf 所指的内存写入 count 个字节到参数 fd所指的文件内。同时&＃xff0c; 文件读写位置也会随之移动。
返回值如果顺利 write()会返回实际写入的字节数。
当有错 误发生时则返回-1&＃xff0c;错误代码存入 errno 中。

简单的管道通信
这里需要注意一个逻辑关系&＃xff0c;因为需要先向管道中写消息&＃xff0c;所以需要把从管道中读取消息的这个操作阻塞掉。当完成向管道中写消息的操作后再对读操作解锁。

另外一个需要注意的是
操作系统会自动帮我们管理管道的释放、上锁和解锁等操作&＃xff0c;所以这里我们可以把lockf去掉。

#include
#include
#include #define SIZE 50
int main(){int fd[2], p;char s[50];pipe(fd);lockf(fd[0], F_LOCK, 0);p&＃61;fork();if (p){//parentstrcpy(s, "This is a message");write(fd[1], s, SIZE);lockf(fd[0], F_ULOCK, 0);}else{//childread(fd[0], s, SIZE);printf("%s\n", s);}return 0;
}


代码设计
三个进程&＃xff0c;一个进程负责从终端输入并写入fda管道&＃xff0c;一个进程负责从管道读出内容写到另一个管道&＃xff0c;一个进程负责从管道中读出写到终端。每次只允许读出或写入一个字符。
由于父进程应该是最后才被释放的&＃xff0c;所以这里用父进程来负责最后把读出的字符写回到终端。
这里由于操作系统自动帮我们管理管道&＃xff0c;所以不对管道进行lockf操作。

#include
#include
int main(){pid_t p1, p2;int fda[2], fdb[2];char ch;pipe(fda);pipe(fdb);p1&＃61;fork();if (p1){//parentp2&＃61;fork();if (p2){//parentdo{read(fdb[0], &ch, sizeof(char));putchar(ch);}while (ch!&＃61;&＃39;\n&＃39;);}else{//child2do{read(fda[0], &ch, sizeof(char));if (ch>&＃61;&＃39;a&＃39; && ch<&＃61;&＃39;z&＃39;)ch&＃61;ch-&＃39;a&＃39;&＃43;&＃39;A&＃39;;else if (ch>&＃61;&＃39;A&＃39; && ch<&＃61;&＃39;Z&＃39;)ch&＃61;ch-&＃39;A&＃39;&＃43;&＃39;a&＃39;;write(fdb[1], &ch, sizeof(char));}while (ch!&＃61;&＃39;\n&＃39;);}}else{//child1do{ch&＃61;getchar();write(fda[1], &ch, sizeof(char));}while (ch!&＃61;&＃39;\n&＃39;);}return 0;
}


#include
void (*signal(int signum,void (*handler)(int)))(int)


signal() 会依照参数 signum 指定的信号编号来设置该信号的处理函数。
当指定的 信号到达的时候&＃xff0c;就会跳转到参数 handler 指定的函数执行。
如果参数 handler 不是 函数指针&＃xff0c;则必须是下列两个常数之一&＃xff1a;
SIG_IGN 忽略参数 signum 指定的信号&＃xff1b;
SIG_DFL 将参数 signum 指定的信号重设为核心预设的信号处理方式。

在使用 signal()函数设置信号处理方式之后&＃xff0c;如果规定的信号到来&＃xff0c;则在跳转到自 定义的 handler 处理函数执行后&＃xff0c;系统会自动将此信号的处理函数换回原来系统预先设 定的处理方式。
即&＃xff1a;signal()的作用是宣告性的&＃xff0c;仅仅是修改信号处理表格的某一项&＃xff0c; 而不是立即执行函数 handler。当程序执行过 signal()以后&＃xff0c;表示自此参数 1 的信号 &＃xff08;signum&＃xff09;将受到参数 2 的函数&＃xff08;handler&＃xff09;的管制。并非是执行到该行就立即会对信号 做什么操作。
信号被接受后&＃xff0c;进程对该信号的处理是先重设信号的处理方式为默认状态&＃xff0c;再执行所指定的信号处理函数。所以&＃xff0c;如果每次都要用指定的函数来接受特定信 号&＃xff0c;就必须在函数里再设定一次接受信号的操作。该函数若执行成功,则返回先前的信号 处理函数指针,否则返回-1(SIG_ERR)。

linux信号列表


其中操作符号所代表的意义&＃xff1a;
A: 默认为终止进程&＃xff1b;
B: 默认为忽略此信号&＃xff1b;
C: 默认为内存倾卸&＃xff08;core dump&＃xff09;&＃xff1b;
D: 默认为暂停进程执行&＃xff1b;
E: 此信号不可拦截&＃xff1b;
F: 此信号不可忽略&＃xff1b;
G: 此信号非 POSIX 标准。

说明&＃xff1a;进程对信号的是否忽略的结果是通过信号的掩码来实现的

#include
#include
#include
int main(){int i;alarm(4);for (i&＃61;1; i<&＃61;8; i&＃43;&＃43;){printf("%d\n", i);sleep(1);}return 0;
}


#include
#include
#include
void func(){printf("GET SIGLRM\n");
}
int main(){int i;alarm(4);signal(SIGALRM, func);for (i&＃61;1; i<&＃61;8; i&＃43;&＃43;){printf("%d\n", i);sleep(1);}return 0;
}


这里signal的作用是把接收到SIGALRM信号时本来对应的应该终止程序的过程调用的地址 修改为func函数的地址。所以当进程接受到sigalrm信号时就会调用func函数。

#include
#include
#include
void func(){printf("GET SIGLRM\n");
}
int main(){int i;alarm(4);alarm(6);signal(SIGALRM, func);for (i&＃61;1; i<&＃61;8; i&＃43;&＃43;){printf("%d\n", i);sleep(1);}return 0;
}


同一个进程只能一次给自己定一个闹钟。
对同一个信号定义好多次&＃xff0c;在最新的信号来之前的信号都无效&＃xff0c;只有最新的信号有效。

可以修改代码&＃xff0c;当第一个alarm信号来后&＃xff0c;在设一个alarm

#include
#include
#include
void func(){printf("GET SIGLRM\n");
}
int main(){int i;alarm(4);alarm(6);signal(SIGALRM, func);for (i&＃61;1; i<&＃61;8; i&＃43;&＃43;){printf("%d\n", i);if (i&＃61;&＃61;5)alarm(1);sleep(1);}return 0;
}


注意&＃xff1a;在fork之前&＃xff0c;调用signal&＃xff0c;子进程会继承父进程的信号

#include #include int kill(pid_t pid,int sig)


kill() 可以用来送参数 sig 所指定的信号给参数 pid 所指定的进程&＃xff0c;
参 pid 有几 种情况&＃xff1a;
pid>0 将信号传送给进程识别码为 pid 的进程&＃xff1b;
pid&＃61;0 将信号传送给和目前进程相同进程组的所有进程&＃xff1b;
pid&＃61;-1 将信号像广播般传送给系统内所有的进程&＃xff1b;
pid<0 将信号传送给进程组识别码为 pid 绝对值的所有进程。
该函数若执行成功。则返回 0&＃xff0c;否则返回-1。