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网站服务器租用和托管,seo系统是什么,步骤拼音,世纪兴网站建设一、概述在 Linux 系统中#xff0c;进程间通信#xff08;IPC#xff09;是实现多进程协作的核心能力#xff0c;其中信号通信和共享内存是两种高频使用的通信方式#xff1a;信号通信#xff1a;主打 “异步通知”#xff0c;适用于进程间的事件触发、状态唤醒等场景进程间通信IPC是实现多进程协作的核心能力其中信号通信和共享内存是两种高频使用的通信方式信号通信主打 “异步通知”适用于进程间的事件触发、状态唤醒等场景共享内存是最快的 IPC 方式通过共享物理内存实现数据互通需搭配信号 / 信号量实现同步。二、信号通信异步通知的核心机制2.1 信号的核心定位信号是 Linux 内核提供的异步通信机制本质是 “通知机制”用于处理系统中的 “随机事件”如进程暂停、唤醒、终止、自定义事件等核心特点异步性信号的产生和处理与进程主流程无固定时序中断性信号到达时进程会暂停当前流程优先执行信号处理函数执行完毕后恢复原流程。2.2 信号发送与接收的完整流程信号产生由随机事件触发如kill命令、系统调用、硬件异常等内核查找目标进程Linux 内核接收到信号发送请求后在进程控制块PCB的信号链表中查找目标 PID 对应的进程中断并执行处理函数找到目标进程后暂停其原有工作流程执行 PCB 中信号编号对应下标的处理函数如信号 2 对应handle2恢复原流程信号处理函数执行完毕后进程回到原有代码继续运行。2.3 信号相关核心函数1发送信号kill ()c运行#include signal.h int kill(pid_t pid, int sig);功能向指定 PID 的进程发送指定编号的信号参数pid接收信号的进程 PIDsig信号编号可通过kill -l查看所有信号编号返回值成功返回 0失败返回 - 1。示例向 PID 为 1000 的进程发送 SIGCONT唤醒信号c运行kill(1000, 18); // 18是SIGCONT的默认编号等价于kill -CONT 10002捕获并自定义信号处理signal ()c运行#include signal.h // 函数原型简化版 sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);功能注册信号处理函数自定义信号的处理行为参数signum要捕获的信号编号handler信号处理方式支持 3 种SIG_DFL使用系统默认处理行为SIG_IGN忽略该信号自定义函数如void myhandle(int num)接收信号编号作为参数返回值成功返回原信号处理函数地址失败返回SIG_ERR。示例自定义 SIGCONT 信号的处理函数c运行void myhandle(int num) { printf(捕获到信号%d进程被唤醒\n, num); } // 注册信号处理函数 signal(SIGCONT, myhandle);2.4 信号相关辅助命令查看所有信号的编号和名称kill -l查看信号的详细说明和默认处理行为man 7 signal。三、共享内存最快的进程间通信方式3.1 共享内存的核心定位共享内存是 System V 标准提供的 IPC 方式核心是让多个进程映射同一块物理内存到自己的地址空间实现数据直接互通。优势无需数据拷贝是所有 IPC 中速度最快的注意共享内存本身无同步 / 互斥机制需搭配信号、信号量等实现 “读写同步”。3.2 共享内存的使用流程核心 6 步graph LR A[生成唯一Key值ftok()] -- B[申请共享内存shmget()] B -- C[映射到进程地址空间shmat()] C -- D[读写共享内存memcpy/strcpy] D -- E[撤销映射shmdt()] E -- F[删除共享内存shmctl()]3.3 共享内存核心函数1生成唯一 Key 值ftok ()c运行#include sys/ipc.h key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);功能通过文件路径和自定义标识生成唯一键值用于标识共享内存参数pathname任意文件路径需保证文件不被删除 / 重建否则 Key 值会变化proj_id整型标识通常用 ASCII 单字符如!返回值成功返回唯一 Key 值失败返回 - 1。示例c运行key_t key ftok(./, !); // 基于当前目录生成Key值2申请共享内存shmget ()c运行#include sys/shm.h int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);功能向内核申请指定大小的共享内存参数keyftok 生成的唯一 Key 值size共享内存大小字节建议为 4096 的整数倍shmflg权限 创建标识常用IPC_CREAT | 0666不存在则创建权限为 666返回值成功返回共享内存 IDshmid失败返回 - 1。示例c运行int shmid shmget(key, 4096, IPC_CREAT | 0666);3映射共享内存shmat ()c运行#include sys/shm.h void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);功能将共享内存映射到进程的地址空间参数shmidshmget 返回的共享内存 IDshmaddr指定映射地址NULL 表示由系统自动分配shmflg访问权限0 表示可读写SHM_RDONLY表示只读返回值成功返回映射地址失败返回(void*)-1。示例c运行void *p shmat(shmid, NULL, 0); // 映射为可读写4读写共享内存共享内存映射后可直接当作普通内存使用支持字符串 / 二进制数据操作c运行// 写入字符串 strcpy((char*)p, 共享内存测试数据); // 读取字符串 printf(共享内存内容%s\n, (char*)p); // 二进制数据读写如结构体 memcpy(p, data, sizeof(data));5撤销映射shmdt ()c运行#include sys/shm.h int shmdt(const void *shmaddr);功能断开进程与共享内存的映射关系仅解绑不删除共享内存参数shmat 返回的映射地址返回值成功返回 0失败返回 - 1。示例c运行shmdt(p); // 撤销映射6删除共享内存shmctl ()c运行#include sys/shm.h int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);功能修改共享内存属性或删除共享内存参数shmid共享内存 IDcmd操作指令IPC_RMID表示删除bufNULL 表示仅删除无需获取属性返回值成功返回 0失败返回 - 1。示例c运行shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 彻底删除共享内存3.4 共享内存相关命令查看系统中所有共享内存、信号量、消息队列ipcs -a删除指定 ID 的共享内存ipcrm -m 共享内存ID。四、共享内存与管道无名 / 有名的核心区别管道无名pipe/ 有名mkfifo也是常用 IPC 方式但与共享内存差异显著特性共享内存管道无名 / 有名读写权限双方均可读写无名管道固定读端 / 写端有名管道双向但需同步阻塞特性无读 / 写阻塞读阻塞无数据、写阻塞缓冲区满同步机制无需搭配信号 / 信号量自带同步阻塞机制数据存储内存中不删除则一直存在内核缓冲区读取后数据消失数据拷贝无拷贝直接操作内存需内核态 / 用户态拷贝易用性需手动管理映射 / 删除可当作文件操作更简单管道核心函数补充1创建无名管道pipe ()c运行#include unistd.h int pipe(int pipefd[2]);功能创建并打开无名管道参数pipefd[0]为读端pipefd[1]为写端返回值成功返回 0失败返回 - 1。2创建有名管道mkfifo ()c运行#include sys/stat.h int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);功能创建有名管道文件参数pathname管道文件的路径 名称mode文件权限8 进制如 0666返回值成功返回 0失败返回 - 1。五、完整示例共享内存 信号实现进程通信5.1 进程 A创建共享内存写入数据等待信号唤醒c运行#include sys/types.h #include sys/ipc.h #include sys/shm.h #include signal.h #include stdio.h #include stdlib.h #include string.h #include unistd.h void myhandle(int num) { printf(进程A捕获到信号%d被唤醒\n, num); } int main() { // 1. 生成Key值 key_t key ftok(./, !); if (key -1) { perror(ftok); return 1; } // 2. 申请共享内存 int shmid shmget(key, 4096, IPC_CREAT | 0666); if (shmid -1) { perror(shmget); return 1; } // 3. 映射共享内存 void *p shmat(shmid, NULL, 0); if (p (void*)-1) { perror(shmat); return 1; } // 4. 写入数据 strcpy((char*)p, Hello, 共享内存信号通信); printf(进程A PID%d已写入数据到共享内存\n, getpid()); // 5. 注册SIGCONT信号处理函数 signal(SIGCONT, myhandle); // 6. 等待信号唤醒 printf(进程A进入阻塞等待信号...\n); pause(); // 7. 撤销映射 shmdt(p); // 8. 删除共享内存可选 shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); return 0; }5.2 进程 B读取共享内存发送信号唤醒进程 Ac运行#include sys/types.h #include sys/ipc.h #include sys/shm.h #include signal.h #include stdio.h #include stdlib.h #include string.h #include unistd.h int main(int argc, char *argv[]) { if (argc 2) { printf(用法%s 进程A的PID\n, argv[0]); return 1; } pid_t pid_a atoi(argv[1]); // 1. 生成相同的Key值 key_t key ftok(./, !); if (key -1) { perror(ftok); return 1; } // 2. 获取共享内存 int shmid shmget(key, 4096, 0666); if (shmid -1) { perror(shmget); return 1; } // 3. 映射共享内存 void *p shmat(shmid, NULL, 0); if (p (void*)-1) { perror(shmat); return 1; } // 4. 读取共享内存数据 printf(进程B读取到共享内存数据%s\n, (char*)p); // 5. 发送SIGCONT信号唤醒进程A kill(pid_a, 18); printf(进程B已向进程A发送唤醒信号\n); // 6. 撤销映射 shmdt(p); return 0; }5.3 运行步骤编译进程 Agcc shm_signal_a.c -o a.out运行./a.out记录进程 A 的 PID编译进程 Bgcc shm_signal_b.c -o b.out运行./b.out 进程A的PID观察进程 A 输出捕获到信号 18被唤醒完成通信。六、总结信号通信核心是 “异步通知”通过kill发送信号、signal捕获信号适用于事件触发、进程唤醒等场景共享内存最快的 IPC 方式核心流程是 “Key→申请→映射→读写→解绑→删除”需搭配信号 / 信号量实现同步与管道对比共享内存无阻塞、无数据拷贝但需手动管理管道易用性高自带同步但速度慢实际开发中共享内存 信号是高性能进程通信的常用组合既保证数据传输效率又能实现事件同步。