1. 进程通信的方式：
同一主机内:
1. 传统进程间通信方式：
- 管道—-无名管道 (1) 、有名管道 (2)
- 信号 (3)
2. 系统V的进程间通信方式：
- 共享内存 (4) —通信效率最高的通信方式
- 消息队列 (5) —专门应用场景
- 信号量 (6) —用于多进程间的信号量
不同主机间:
3.网络的通信 ：—— socket (7)
2. 进程间通信原理（本质）：
进程拥有独立的4G内容空间（3G用户空间，1G内核空间）
共享了内核空间 — 可以借助内核空间完成通信。
一、管道
1. 无名管道
1）. 创建无名管道
头文件：#include <unistd.h>
语法：int pipe(int pipefd[2]);
功能: 在内核创建一条管道。
参数:
- @pipefd — 获得管道得读端和写端
pipefd[0] —读端 — 文件描述符
pipefd[1] —写端 — 文件描述符
返回值: 成功返回0，失败返回-1 && errno 被设置。
int fd[2];
int ret=pipe(fd)
if(ret<0)
{
perror("pipe fail");
return -1;
}
管道读写：
write(fd[1],buf,10);
read(fd[0],buf,10);
管道关闭：
close(fd[0]);
2）. 无名管道特性
工作模式 ：半双工（同一时刻只能单向传输）。
数据存储 ：FIFO队列（先进先出），读走即删除。
文件属性 ：特殊文件，不支持`lseek`定位。
IO操作 ：使用文件IO：`/read/write/close`。
容量限制 ：建议值4K，实际测试64K（65536字节）。
管道有三种工作模式：
- 单工 — 固定读端和写端，eg：广播
- 半双工 — 同一时刻只能单向传输，eg：对讲机
- 全双工 — 可以同时读和写，eg：手机
3）. 管道读写规则
| 写端存在 | 读端存在时 | 管道空 → 可写 |
| 管道满 → 写阻塞 | ||
| 读端关闭时 | 继续写 → 触发SIGPIPE(管道破裂)信号，进程异常终止 | |
| 读端存在 | 写端存在时 | 管道有数据 → 读取 |
| 管道空 → 读阻塞 | ||
| 写端关闭时 | 管道有数据 → 读完数据 | |
| 管道空 → read()立即返回0，不阻塞，继续执行代码 |
注意：无名管道只能用于亲缘关系进程间通信。
2.有名管道
有名管道，可以用于任意两个进程间(亲缘和非亲缘都可以–只要用的是同一个管道)。
特性：
- 1.特殊文件
- 2.不占用磁盘空间，因为它得空间在内核(内存空间)
- 3.使用思路：1.打开 –fp / fd ；2.读/写 ；3.关闭
1）. 创建有名管道
语法：int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能: 创建管道文件。
参数:
- @pathname — 管道文件得名字
- @mode — 创建得权限，0666
返回值: 成功返回0，失败返回-1 && errno被设置 。
2）. 删除管道
语法：int unlink(const char *path);
功能：删除一个管道。
返回值：成功返回0，失败返回-1且errno被设置（如果两个进程都有删管道操作，那么会失败，提示管道不存在）
3）. 阻塞特性
open（）时程序会阻塞，直到另一端以相对方式打开：
- A以O_RDONLY打开 → 阻塞等待B以O_WRONLY打开
- B以O_WRONLY打开 → 阻塞等待A以O_RDONLY打开
- 如果不想阻塞，以O_RDWR打开方式
二、信号通信——软中断
1.信号基础：
信号的本质是软中断，异步通信机制。
2. 信号函数
1）. 注册信号处理函数——signal（）
语法：sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能: 用来注册一个信号的处理函数，函数执行收到信号后的处理。
参数:
- @signum — 要处理的信号
- @handler — 指向信号对应的处理函数的函数指针
返回值: 成功返回上一次的处理函数的地址，失败 SIG_ERR 。
2）. 信号处理函数
信号处理函数：void (*sighandler_t)(int);
参数 ：@signo — 表示信号的编号。
信号处理函数可为系统宏定义的SIG_DFL，表终止处理，SIG_IGN ，表忽略信号，也可以自己定义一个函数。
可以通过SIGCHLD信号（子进程改变状态时，父进程会受到这个信号），自定义信号处理函数，实现异步回收资源处理。
3）. 发信号——kill（）
语法：int kill(pid_t pid,int sig);
功能：给进程发信号。
参数：
- @pid — 对应的进程pid
- @sig — 要发的信号
4）. 等待信号——pause（）
语法：int pause(void);
功能：阻塞等待，直到一个信号的输入。
eg：10）SIGUSR1—用户信号1，默认行为：让进程结束。
三、系统V——共享内存
共享内存是通信效率最高的进程通信方式。
1.原理：
通过同一个key值找到同一个共享内存（IPC对象）。
进程都是通过IPC对象唯一的名字（称为key）找到IPC对象，但内核是通过IP（对象的ID）来找。所以不同进程只要获得同一IP，就可以实现操作同一IPC对象，实现进程间通信。
2.函数：
1）. 获得key——ftok（）
头文件：#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h>
语法：key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能：获得key值。
参数：
- @pathname — 一个已存在的文件路径（避免"."，用"/"表示当前路径）
- @proj_id — 只会使用低八位的工程id
返回值：成功返回id，失败返回-1且errno被设置。
key_t key=ftok("/",'A');
if(key<0)
{
perror("ftok fail");
return -1;
}
printf("key = %#x\\n",key);
2）.申请共享内存——shmget（）
头文件：#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
语法：int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能：申请一块指定大小的共享内存。
参数：
- @key — 获得key方式：1.IPC_PRIVATE：在亲缘间进程通信使用；2.通过ftok获得的key值：可在任意进程间使用。
- @shmflg：
IPC_CREAT|0666：对应的共享内存段空间不存在则创建，存在则返回id号。
IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666：对应的共享内存空间不存在则创建，存在则报错，错误码为EEXIST - @size— 申请的大小，实际分配的内存空间为4K的倍数，可用大小为申请的大小。
返回值：成功返回共享内存id，失败返回-1且errno被设置。
int shmid = 0;
if((shmid=shmget(key,1024,IPC_CREAT|0666))<0)
{
perror("shmget fail");
return -1;
}
printf("id = %d\\n",shmid);
3）. 共享内存映射——shmat（）
语法：void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能：映射共享内存到进程的私有地址空间。
参数：
- @shmid — 共享内存id
- @shmadder — NULL，系统自动映射到进程。
- @shmflg — 0，表示映射可以读写；SHM_RDONLY，映射后只能读。
返回值：成功返回映射所在的地址，失败返回（void*）-1且errno被设置。
注意：进程结束，映射自动撤销。
4）. 撤销映射共享内存——shmdt（）
语法：int shmdt(const void* shmaddr);
功能：撤销映射共享内存。
参数：
- @shmaddr — 必须是从shmdt获得的地址。
5）. 删除共享内存
语法：int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：对共享内存进行控制。
参数：
- @cmd — 设置为IPC_RMID，可实现对共享内存的删除。
- @buf — 共享内存的信息。
shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
