本文主要是介绍IO进程(学习)2024.8.22,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
信号
信号函数
信号处理函数
#include <signal.h>
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能:信号处理函数
参数:signum:要处理的信号
handler:信号处理方式
SIG_IGN:忽略信号
SIG_DFL:执行默认操作
handler:捕捉信号
void handler(int sig){} //函数名可以自定义
返回值:成功:设置之前的信号处理方式
失败:-1
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>void handler(int sig)
{if (sig == SIGQUIT){printf("是SIGQUIT信号\n");}else{printf("是其他信号\n");}
}int main(int argc, char const *argv[])
{// signal(SIGINT, SIG_DFL); // 执行默认操作// signal(SIGINT, SIG_IGN); // 忽略信号signal(SIGINT, handler); // 捕捉信号pause();return 0;
}
信号的处理过程
程序运行在用户空间时->进程由于系统调用或中断进入内核->转向用户空间执行信号处理函数->信号处理函数完毕后进入内核->返回用户空间继续执行程序
练习:用信号的知识实现司机和售票员问题。
1.售票员捕捉SIGINT(代表开车)信号,向司机发送SIGUSR1信号,司机打印(let's gogogo)
2.售票员捕捉SIGQUIT(代表停车)信号,向司机发送SIGUSR2信号,司机打印(stop the bus)
3.司机捕捉SIGTSTP(代表到达终点站)信号,向售票员发送SIGUSR1信号,售票员打印(please get off the bus)
4.司机等待售票员下车,之后司机再下车。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>pid_t pid; // 售票员的进程ID
pid_t ppid; // 司机的进程ID// 售票员的信号处理函数
void shoupiaoyuan(int sig)
{if (sig == SIGINT){kill(ppid, SIGUSR1); // 向司机发送SIGUSR1信号}if (sig == SIGQUIT){kill(ppid, SIGUSR2); // 向司机发送SIGUSR2信号}if (sig == SIGUSR1){printf("Please get off the bus!\n");exit(0);}
}// 司机的信号处理函数
void siji(int sig)
{if (sig == SIGUSR1){printf("Let's gogogo!\n");}if (sig == SIGUSR2){printf("Stop the bus!\n");}if (sig == SIGTSTP){kill(pid, SIGUSR1); // 向售票员发送SIGUSR1信号wait(NULL);exit(0);}
}int main()
{ppid = getpid();pid = fork();if (pid < 0){perror("forka创建失败");return -1;}if (pid == 0) // 子进程:售票员{// 等待信号while (1){signal(SIGTSTP, SIG_IGN); // 忽略SIGTSTP信号signal(SIGINT, shoupiaoyuan); // 捕捉信号SIGINTsignal(SIGQUIT, shoupiaoyuan); // 捕捉信号SIGQUITsignal(SIGUSR1, shoupiaoyuan); // 捕捉信号SIGUSR1pause();}}else // 父进程:司机{// 等待信号while (1){signal(SIGINT, SIG_IGN); // 忽略SIGINTsignal(SIGQUIT, SIG_IGN); // 忽略SIGQUITsignal(SIGUSR1, siji); // 捕捉信号SIGUSR1signal(SIGUSR2, siji); // 捕捉信号SIGUSR2signal(SIGTSTP, siji); // 捕捉信号SIGTSTPpause();}}return 0;
}
共享内存
概念
共享内存指的是操作系统在物理内存中申请一块空间,应用程序可以映射到这块空间,进行直接读写操作
特点
1.共享内存是一种最为高效的进程间通信方式,进程可以直接读写内存,而不需要任何数据的拷贝
2.为了在多个进程间交换信息,内核专门留出了一块内存区,可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间
3.进程就可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝,从而大大提高的效率
4.由于多个进程共享一段内存,因此也需要依靠某种同步机制,如互斥锁和信号量等
步骤
1.创建唯一key值 ftok
2.创建或打开共享内存 shmget
3.映射共享内存 shmat
4.取消映射 shmdt
5.删除共享内存 shmctl
函数接口
创建key值
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能:创建key值
参数:pathname:文件名
proj_id:取整型数的低8位数值(一般是写一个字符 'a')
返回值:成功:key值
失败:-1
key值是根据pathname的inode号和proj_id的低8位组合而成的。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>int main(int argc, char const *argv[])
{key_t key;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}printf("key值为:%#x\n", key);return 0;
}
创建或打开共享内存
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能:创建或打开共享内存
参数:
key 键值
size 共享内存的大小
创建 检测错误 创建共享内存的时候的权限
shmflg IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666
返回值:成功 shmid 共享内存的id
出错 -1
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>int main(int argc, char const *argv[])
{key_t key;int shmid;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}shmid = shmget(key, 64, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);if (shmid <= 0){if (errno == EEXIST){shmid = shmget(key, 64, 0666);}else{perror("创建共享内存失败");return -1;}}printf("%d\n", shmid);return 0;
}
映射共享内存
void *shmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg);
功能:映射共享内存,即把指定的共享内存映射到进程的地址空间用于访问
参数:
shmid 共享内存的id号
shmaddr 一般为NULL,表示由系统自动完成映射
如果不为NULL,那么有用户指定
shmflg:SHM_RDONLY就是对该共享内存只进行读操作
0 可读可写
返回值:成功:完成映射后的地址,
出错:(void *)-1的地址
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char const *argv[])
{key_t key;int shmid;char *p;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}printf("key值为:%#x\n", key);shmid = shmget(key, 64, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);if (shmid <= 0){if (errno == EEXIST){shmid = shmget(key, 64, 0666);}else{perror("创建共享内存失败");return -1;}}printf("shmid号为:%d\n", shmid);p = shmat(shmid, NULL, 0);if (p == (char *)-1){perror("映射共享内存失败");return -1;}strcpy(p, "hello");printf("%s\n", p);return 0;
}
取消映射
int shmdt(const void *shmaddr);
功能:取消映射
参数:要取消的地址
返回值:成功:0
失败:-1
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char const *argv[])
{key_t key;int shmid;char *p;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}printf("key值为:%#x\n", key);shmid = shmget(key, 64, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);if (shmid <= 0){if (errno == EEXIST){shmid = shmget(key, 64, 0666);}else{perror("创建共享内存失败");return -1;}}printf("shmid号为:%d\n", shmid);p = shmat(shmid, NULL, 0);if (p == (char *)-1){perror("映射共享内存失败");return -1;}strcpy(p, "hello");printf("%s\n", p);// 阻塞观察内存状态// getchar();// 取消映射shmdt(p);return 0;
}
删除共享内存
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);
功能:(删除共享内存),对共享内存进行各种操作
参数:
shmid 共享内存的id号
cmd IPC_STAT 获得shmid属性信息,存放在第三参数
IPC_SET 设置shmid属性信息,要设置的属性放在第三参数
IPC_RMID:删除共享内存,此时第三个参数为NULL即可
struct shmid_ds *buf:是一个结构体指针,但我们是删除共享内存,所以并没有意义,我们直接设置为NULL就可以了
返回:成功0
失败-1
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc, char const *argv[])
{key_t key;int shmid;char *p;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}printf("key值为:%#x\n", key);shmid = shmget(key, 64, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);if (shmid <= 0){if (errno == EEXIST){shmid = shmget(key, 64, 0666);}else{perror("创建共享内存失败");return -1;}}printf("shmid号为:%d\n", shmid);p = shmat(shmid, NULL, 0);if (p == (char *)-1){perror("映射共享内存失败");return -1;}strcpy(p, "hello");printf("%s\n", p);// 阻塞观察内存状态// getchar();// 取消映射shmdt(p);// 删除共享内存shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);return 0;
}
操作命令
ipcs -m:查看系统中创建的共享内存
ipcrm -m shmid:删除创建的共享内存
练习:通过共享内存实现进程间通信,一个进程从终端输入数据(input.c),另一个进程打印数据(output.c),循环执行,当输入quit时循环结束
input.c:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>struct data
{int flag;char buf[32];
};int main()
{key_t key;int shmid;struct data *p = NULL;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}printf("key值为:%#x\n", key);shmid = shmget(key, 64, IPC_CREAT | 0666);if (shmid < 0){perror("创建共享内存失败");return -1;}printf("shmid号为:%d\n", shmid);p = (struct data *)shmat(shmid, NULL, 0);if (p == (struct data *)-1){perror("映射共享内存失败");return -1;}p->flag = 0;while (1){scanf("%s", p->buf);p->flag = 1;if (strcmp(p->buf, "quit") == 0){break;}}shmdt(p);return 0;
}
output.c:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
struct data
{int flag;char buf[32];
};int main()
{key_t key;int shmid;struct data *p = NULL;key = ftok("./test", 'a');if (key < 0){perror("创建key值失败");return -1;}printf("key值为:%#x\n", key);shmid = shmget(key, 64, 0666);if (shmid < 0){perror("获取共享内存失败");return -1;}printf("shmid号为:%d\n", shmid);p = (struct data *)shmat(shmid, NULL, 0);if (p == (struct data *)-1){perror("映射共享内存失败");return -1;}p->flag = 0;while (1){if (p->flag == 1){if (strcmp(p->buf, "quit") == 0){break;}printf("读取到的数据: %s\n", p->buf);p->flag = 0;}}shmdt(p);shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);return 0;
}
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