11_进程间通信
进程间通信(补充材料)
• msgp //用来存放欲接收消息的用户数据结构的地址
• size //指示msgp中数据数组的大小
• type //为0接收该队列的第一个消息；为正，接收类型为 type的第一个消息；为负，接收小于或等于type绝对值 的最低类型的第一个消息
• flag //规定倘若该队列无消息，核心应当做什么事。若设 置 IPC_NOWAIT ， 则 立 即 返 回 ； 若 在 flag 中 设 置 MSG_NOERROR，且所接收的消息大学大于size，核心 截断所接收的消息。
1. Linux的共享存储区
• 创建或打开共享存储区(shmget)：依据用户给出的整数值key， 创建新区或打开现有区，返回一个共享存储区ID。
• 连接共享存储区(shmat)：连接共享存储区到本进程的地址空间， 可以指定虚拟地址或由系统分配，返回共享存储区首地址。父 进程已连接的共享存储区可被fork创建的子进程继承。
• 拆除共享存储区连接(shmdt)：拆除共享存储区与本进程地址空 间的连接。
• 共享存储区控制(shmctl)：对共享存储区进行控制。如：共享存 储区的删除需要显式调用shmctl(shmid, IPC_RMID, 0)；
• 头文件：sys/types.h, /sys/ipc.h, sys/shm.h
• flag // 本 身 由 操 作 允 许 权 和 控 制 命 令 值 相
“或”得到，如：IPC_CREAT|0400表示是否
该队列应被创建，IPC_EXCL|0400表示该队
列的创建应是互斥的。
• msgqid是该系统调用返回的描述符，失败则 返回－1
int msgsnd(int id, struct msgbuf *msgp,
进程间通信的几种方法
进程间通信的几种方法进程间通信是计算机系统中一种非常常见的需求，它允许多个进程在不同的地址空间中共享资源，实现信息的共享以及通信。
在计算机系统中，进程间通信的方法会根据使用的网络类型以及网络的连接有所不同。
对于进程间通信的方法，一般可以分为以下几种：（一）共享内存共享内存是一种最简单的进程间通信的方式，也是当今使用最为普遍的进程间通信方法。
在此方法中，多个进程可以访问共享内存区域，这样它们就可以直接在内存中进行通信，而且支持多个进程同时读取和写入内存中的数据，能满足多样化的通信需求，从而提高了系统的效率。
但是，由于这种方法不能实现两个进程之间的“双向”通信，因此它只能适用于一些特定的应用场景，而不能满足一般的进程间通信需求。
（二）消息传递消息传递是进程之间通信的常见方法，它允许两个进程之间进行双向通信，同时还能可靠地传输数据。
在消息传递中，多个进程可以通过将自己的传输内容发送到指定的消息服务器来实现进程间通信。
消息服务器会将这些内容发送到另一个进程，以便双方进行通信。
简单的消息传递本质上是一种客户端/服务器架构，而处理多个进程之间的通信时，可以使用一种名为“发布/订阅”的模型。
在这种模型中，发送者会将消息（即发布）发布到消息服务器上，而接收者（即订阅）可以订阅消息服务器上的那些发布消息。
（三）管道（PIPES）管道是另一种常用的进程间通信模式，它可以实现进程间的双向通信。
在管道模式中，多个进程共享一个双向管道，它们可以在这个双向管道上进行双向通信，也就是说，管道的一端可以用来发送数据，另一端可以用来接收数据。
与消息传递不同，管道不需要使用额外的服务器，因此它可以更快地传输数据，但是它也有很大的局限性，无法跨越网络，仅限于同一台机器上的多个进程之间的通信。
（四）信号量信号量是一种重要的进程间通信机制，它可以用来实现同步和互斥操作，使多个进程都能够按照规定的方式来完成工作，从而实现协作和通信。
信号量原理是通过一个数值来控制多个进程对共享资源的访问，当这个数值为正时，它允许多个进程访问共享资源，当这个数值为0时，它就不允许多个进程访问共享资源。
操作系统进程通信
P1：count=R1
结果：虽然P1和P2进程各自都执行了对count加1的操作 段，但结果count只增加1。
原因分析：变量count就是临界资源，P1、P2访问count 的两个程序段就是临界区。但是两个进程同时进入了临 界区执行了。
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用中断机制保证锁的安全性
用中断机制保证测试锁状态和关锁操作的原子性。
在测试锁状态前关闭中断； 如果测试不通过，开中断，然后重新测试。 如果测试通过，关锁，然后开中断，进入临界区。
优缺点：
中断关闭时间短，只两条指令。不会影响到中断处理 效率，也不会影响进程的并发特性。
不能用于多CPU系统。
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刚进入临界区： wanted_in[self] = TRUE CASE1: Wanted_in[other] == FALSE, observer == self CASE2: Wanted_in[other] == TRUE, observer == other， CASE3： Wanted_in[other] == FALSE，且 observer == other（实际上不可能出现）
不在临界区，也没参与竞争临界区：wanted_in[self] == FLASE;
参与竞争临界区，但还没有设置观察进程（刚执行完 wanted_in[self] = TRUE）：
刚设置了观察进程，但还没有执行测试进入： wanted_in[self] == TRUE
处于循环等待态： wanted_in[other] = TRUE 并且 observer == self
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2-4、锁机制的软件实现
背景：
硬件实现需要代价比较大 移植性差，依赖具体的硬件平台 在多处理环境下有些硬件实现方式不使用，如中
QT进程间通信详细介绍及QProcess机制分析
QT进程间通信详细介绍及QProcess机制分析1、QT通信机制为了更好的实现QT的信息交互，在QT系统中创建了较为完善的通信机制。
QT的通信可分为QT内部通信和外部通信两大类。
对于这两类通信机制及应用场合做如以下分析：（1）QT内部对象间通信在图形用户界面编程中，经常需要将一个窗口部件的变化通知给窗口的其它部件使其产生相应的变化。
对于这种内部对象间的通信，QT主要采用了信号和槽的机制。
这种机制是QT区别于其他GUI工具的核心机制。
在大部分的GUI工具中，通常为可能触发的每种行为通过定义回调函数来实现。
这种回调函数是一个指向函数的指针，在进行函数回调执行时不能保证所传递的函数参数类型的正确性，因此容易造成进程的崩溃。
在QT中，信号和槽的机制取代了这种繁杂的、易崩溃的对象通信机制。
信号是当对象状态改变时所发出的。
槽是用来接收发射的信号并响应相应事件的类的成员函数。
信号和槽的连接是通过connect（）函数来实现的。
例如，实现单击按钮终止应用程序运行的代码connect(button , SIGNAL(clicked()) , qApp , SLOT(quit()) );实现过程就是一个button被单击后会激发clicked信号，通过connect（）函数的连接qApp会接收到此信号并执行槽函数quit()。
在此过程中，信号的发出并不关心什么样的对象来接收此信号，也不关心是否有对象来接收此信号，只要对象状态发生改变此信号就会发出。
此时槽也并不知晓有什么的信号与自己相联系和是否有信号与自己联系，这样信号和槽就真正的实现了程序代码的封装，提高了代码的可重用性。
同时，信号和槽的连接还实现了类型的安全性，如果类型不匹配，它会以警告的方式报告类型错误，而不会使系统产生崩溃。
（2）QT与外部设备间通信QT与外部通信主要是将外部发来的消息以事件的方式进行接收处理。
外部设备将主要通过socket与QT应用程序进行连接。
进程间通信的方式有哪些？
进程间通信的⽅式有哪些？
进程间通信的⽅式有哪些？
1、进程间通讯⽅式有：管道，信号，信号量，消息队列，共享内存，套接字共六种
2、管道：管道分为有名管道和⽆名管道，其中⽆名管道是⼀种半双⼯的通信⽅式，数据只能单向流动，⽽且只能在具有亲缘关系的进程间使⽤，⼀般⽤于两个不同进程之间的通信。
有名管道也是⼀种半双⼯的通信⽅式，但它允许⽆亲缘关系进程间的通信。
3、信号：信号是⼀种⽐较复杂的通信⽅式，信号产⽣的条件：按键、硬件异常、进程调⽤kill函数将信号发送给另⼀个进程、⽤户调⽤kill命令将信号发送给其他进程，传递的消息⽐较少⽤于通知接收进程某个时间已经发⽣
4、信号量：信号量是⼀个计数器，可以⽤来控制多个线程对共享资源的访问，它不是⽤于交换⼤批数据，⽽⽤于多线程之间的同步。
他常作为⼀种锁机制。
因此，主要作为进程间以及同⼀个进程内不同线程之间的同步⼿段
5、消息队列：消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，消息队列克服了信号传递信息少，管道只能承载⽆格式字节流以及缓冲区⼤⼩受限等特点。
6、共享内存：共享内存就是映射⼀段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由⼀个进程创建，但多个进程都可以访问。
他往往与其他通信机制，如信号量配合使⽤，来实现进程间的同步和通信。
7、套接字：套接字可⽤于不同及其间的进程通信。
流式套接字: 提供可靠的，⾯向连接的通讯流
数据包套接字：定义⼀种⽆连接的服务，通过相互独⽴的报⽂进⾏传输，是⽆序的。
实验六 进程间通信
3.2 实验内容(2)
进程的管道通信
编写程序，实现进程的管道通信：父进程使用系统调用pipe() 建立一个管道。创建两个子进程p1和p2，分别向管道个发一 条信息后结束： Child 1 is sending a message to parent. Child 2 is sending a message to parent. 父进程从管道中分别接收两个子进程发来的消息并显示在屏 幕上，然后父进程结束。要求父进程先接受子进程p1发来的 消息，然后再接收子进程p2发来的消息。
实验六 进程间通信
预备知识
Linux进程间通信 进程软中断通信
管道和消息队列
实验指导
软中断通信函数
管道通信的使用
消息队列的应用
实验目的、内容
2.1 软中断通信函数(1)
向一个进程或一组进程发送一个信号： int kill(pid, sig)
pid>0时，核心将信号发送给进程pid
理程序
2.1 软中断通信函数(2)
pid_t wait(int * status)
暂时停止目前进程的执行，直到有信号来或子进程结束
pid_t waitpid(pid_t pid, int * status, int options)
pid的取值 pid=-1时，等待任何一个子进程退出，相当于wait() pid=0时，等待进程组ID与目前进程相同的任何子进程 pid<-1时，等待进程组ID为pid绝对值的任何子进程 options有两个常数参数，可使用或运算，不用时设为0 WNOHANG：即使没有任何子进程退出，它也会立即返回 WUNTRACED：子进程进入暂停执行状态并马上返回，但结束 状态不予以理会
C++进程间通信的十一种方法
C++进程间通信的⼗⼀种⽅法⼀个是操作系统⽤来管理进程的内核对象。
内核对象也是系统⽤来存放关于进程的统计信息的地⽅另⼀个是地址空间，它包含所有的可执⾏模块或DLL模块的代码和数据。
它还包含动态分配的空间。
如线程堆栈和堆分配空间。
每个进程被赋予它⾃⼰的虚拟地址空间，当进程中的⼀个线程正在运⾏时，该线程可以访问只属于它的进程的内存。
属于其它进程的内存则是隐藏的，并不能被正在运⾏的线程访问。
为了能在两个进程之间进⾏通讯，由以下⼏种⽅法可供参考：1、剪贴板Clipboard: 在16位时代常使⽤的⽅式，CWnd中提供⽀持2、窗⼝消息标准的Windows消息以及专⽤的WM_COPYDATA消息 SENDMESSAGE()接收端必须有⼀个窗⼝3、使⽤共享内存⽅式（Shared Memory)a.设定⼀块共享内存区域HANDLE CreateFileMapping(HANDLE,LPSECURITY_ATTRIBUTES, DWORD, DWORD, DWORD, LPCSTR)产⽣⼀个file-mapping核⼼对象LPVOID MapViewOfFile(HANDLE hFileMappingObject,DWORD dwDesiredAcess,DWORD dwFileOffsetHigh,DWORD dwFileOffsetLow,DWORD dwNumberOfBytesToMap);得到共享内存的指针b.找出共享内存决定这块内存要以点对点（peer to peer)的形式呈现每个进程都必须有相同的能⼒，产⽣共享内存并将它初始化。
每个进程都应该调⽤CreateFileMapping(),然后调⽤GetLastError().如果传回的错误代码是ERROR_ALREADY_EXISTS,那么进程就可以假设这⼀共享内存区域已经被别的进程打开并初始化了，否则该进程就可以合理的认为⾃⼰排在第⼀位，并接下来将共享内存初始化。
进程间通信和线程间通信的几种方式
进程间通信和线程间通信的⼏种⽅式进程进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的⼀次运⾏活动，是系统进⾏资源分配和调度的基本单位，是结构的基础。
在早期⾯向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执⾏实体；在当代⾯向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。
程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
进程是⼀个具有独⽴功能的程序关于某个数据集合的⼀次运⾏活动。
它可以申请和拥有系统资源，是⼀个动态的概念，是⼀个活动的实体。
它不只是程序的，还包括当前的活动，通过的值和处理的内容来表⽰。
进程的概念主要有两点：第⼀，进程是⼀个实体。
每⼀个进程都有它⾃⼰的地址空间，⼀般情况下，包括区域（text region）、数据区域（data region）和（stack region）。
⽂本区域存储处理器执⾏的代码；数据区域存储变量和进程执⾏期间使⽤的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调⽤的指令和本地变量。
第⼆，进程是⼀个“执⾏中的程序”。
程序是⼀个没有⽣命的实体，只有器赋予程序⽣命时（操作系统执⾏之），它才能成为⼀个活动的实体，我们称其为。
进程是具有⼀定独⽴功能的程序关于某个数据集合上的⼀次运⾏活动,进程是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位。
每个进程都有⾃⼰的独⽴内存空间，不同进程通过进程间通信来通信。
由于进程⽐较重量，占据独⽴的内存，所以上下⽂进程间的切换开销（栈、寄存器、虚拟内存、⽂件句柄等）⽐较⼤，但相对⽐较稳定安全。
线程线程是进程的⼀个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是⽐进程更⼩的能独⽴运⾏的基本单位.线程⾃⼰基本上不拥有系统资源,只拥有⼀点在运⾏中必不可少的资源(如程序计数器,⼀组寄存器和栈),但是它可与同属⼀个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
线程间通信主要通过共享内存，上下⽂切换很快，资源开销较少，但相⽐进程不够稳定容易丢失数据。
⼀个线程可以创建和撤消另⼀个线程，同⼀进程中的多个线程之间可以并发执⾏。
windows进程间通信的几种方法
windows进程间通信的几种方法（实用版4篇）目录（篇1）1.引言2.Windows进程间通信概述3.管道通信4.共享内存通信5.消息队列通信6.套接字通信7.结论正文（篇1）一、引言Windows操作系统以其强大的功能和灵活性，吸引了众多用户。
在Windows平台上，进程间通信（IPC）是实现应用程序之间数据交换和协作的关键。
本文将介绍几种常用的Windows进程间通信方法。
二、Windows进程间通信概述Windows进程间通信是指不同进程之间通过某种机制实现数据交换。
它允许应用程序在不同的线程或进程之间传递信息，从而实现协同工作。
在Windows平台上，有多种进程间通信机制可供选择，包括管道、共享内存、消息队列和套接字等。
三、管道通信1.概述：管道是一种用于不同进程之间数据交换的同步机制。
它提供了一种单向数据流，可实现父子进程之间的通信。
2.创建：使用CreateNamedPipe函数创建命名管道或使用CreatePipe函数创建匿名管道。
3.读取/写入：使用ReadFile和WriteFile函数进行数据的读取和写入。
4.关闭：使用CloseHandle函数关闭管道句柄。
四、共享内存通信1.概述：共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，从而实现数据共享和快速数据访问。
2.创建：使用CreateFileMapping函数创建共享内存映射。
3.读取/写入：使用MapViewOfFile函数将共享内存映射到进程的地址空间，并进行数据的读取和写入。
4.同步：使用原子操作或信号量进行数据的同步和互斥访问。
五、消息队列通信1.概述：消息队列允许不同进程之间传递消息，实现异步通信。
它可以实现消息的批量发送和接收，适用于高并发的消息传递场景。
2.创建：使用CreateMailslot函数创建消息队列。
3.发送/接收：使用SendMessage函数发送消息，使用SendMessage 函数的异步版本接收消息。
操作系统概论第六章
操作系统概论第六章操作系统概论第六章一、单项选择题1.对一组有交互的并发进程来说，它们中的每一个进程(B)A.所含的程序都相同B.所含的程序可以不同，但会涉及到共享变量C.在同一时刻的状态都是相同的D.执行的结果不受其他进程的影响2.PV操作是在信号量上的操作。
若某进程在调用V操作后释放了一个正在等待信号量的进程，那么在调用前信号量的值为(C)A.=0B.=1C.<0D.>03.系统采用PV操作管理可供n个进程共享的文件F，若允许最多m个进程（n≥m≥1）同时读文件，则处于等待读文件的进程数最多有( B )A.1个B.(n-m)个C.m个D.n个4.采用信箱方式进行通信时，不包含在信箱数据结构中的内容是( A )A.信箱名B.可存信件数C.已有信件数D.可存信件的指针5.采用银行家算法可避免死锁的发生，这是因为该算法( D )A.可抢夺已分配的资源B.能及时为各进程分配资源C.任何时刻都能保证每个进程得到所需的资源D.任何时刻都能保证至少有一个进程可得到所需的全部资源6、对于一组有交互的并发进程来说，下列说法正确的是（ C ）A、每个进程分别在不同的数据集合上运行B、进程的执行结果与其执行的相对速度无关C、进程间共享某些资源D、各进程都有固定的中断点7、进程并发执行时可能会产生与时间有关的错误。
形成这种错误是由于若干进程（ A ）A、交替地访问了共享变量B、改变了各自的执行顺序C、占用处理器的时间太长D、执行了相同的程序8、用信箱方式进行进程通信时，信件（ B ）A、由发送者组织，且在信件中指出接收者名B、被存入由信箱指针所指示的位置C、通过send取出D、存人信箱后不能被移动位置9、若某系统有某类资源5个供若干进程共享，不会引起死锁的情况是（ A ）A、有6个进程，每个进程需1个资源B、有5个进程，每个进程需2个资源C、有4个进程，每个进程需3个资源D、有3个进程，每个进程需4个资源10、用PV操作管理必须互斥的一组相关临界区时，若信号量的最小值为-n，则该组相关临界区有（ D ）A、2个B、(n-1)个C、n个D、(n+1)个11.进程间采用信箱方式进行通信时，在信件中应指出（B）A.接收者名B.发送者名C.信件名D.信箱名12.对资源采用按序分配策略可以（A）A.防止死锁B.避免死锁C.检测死锁D.解除死锁13.用PV操作管理临界区时，若有n个进程在等待进入临界区，则这时的信号量值为（D）A. nB. lC. 0D. -n14．若进程用信件来传递信息，那么发送信息者的进程名应()A．存放在信件中B．作为send原语的参数C．作为receive原语的参数D．存放在信箱说明中15．不能防止死锁的资源分配策略是(D)A．剥夺式分配方式B．按序分配方式C．静态分配方式D．互斥使用分配方式16．系统有某类资源5个，供3个进程共享，为保证系统的安全，应限定每个进程申请的资源数不超过(B)A．1个B．2个C．3个D．4个17、有关并发进程的阐述中，不正确的说法是( D )A、进程的执行速度不能由进程自己来控制B、进程的执行速度与进程能占用处理器的时间有关C、进程的执行速度与是否出现中断事件有关D、任何两个并发进程之间均存在着相互制约关系18、用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态应该是( B )A、运行B、就绪C、收容D、执行19、系统出现死锁时一定同时保持了四个必要条件，对资源采用按序分配策略后可破坏其中的( D )A、互斥条件B、占有且等待条件C、不可抢占资源条件D、循环等待条件20、有n个进程竞争必须互斥使用的共享资源时，若某进程调用P操作后成为第一个等待使用资源者，则此时信号量的值为( D )A、n-1B、0C、1D、-121、有n个进程竞争某共享资源，系统允许每次最多m个进程同时使用该资源，若用PV操作管理时信号量的变化范围为( C )A、[m，(m+n)]B、[n，(m+n)]C、[(m-n)，m]D、[(m-n)，n]22．并发进程执行的相对速度是( D )A．由进程的程序结构决定的B．由进程自己来控制的C．在进程被创建时确定的D．与进程调度策略有关23．并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，引起这种错误的原因是( B ) A．进程执行的顺序性B．访问了共享变量C．程序的结构D．需要的处理器时间24．进程间采用信箱通信方式时，可调用send原语把信件投放到( B )A．发送者信箱B．接受者信箱C．指定的工作区D．指定的PCB25.对一组进程之间有交互的并发进程来说，它们执行时（ A ）A．相互间有依赖关系B．各自包含的程序相同C．速度不受限制D．产生的结果总是确定的26.进程间采用信箱通信方式时应该（ B ）A．当信箱满时，让接受者“等信箱” B．由接收信件者设置信箱C．由发送信件者设置信箱D．在send原语中指出发送者名27.临界区是指( D )A．并发进程中用于实现进程互斥的程序段B．并发进程中用于实现进程同步的程序段C．并发进程中用户实现进程通信的程序段D．并发进程中与共享变量有关的程序段28．对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应( C )A．不变B．加1 ?C．减1 D．减指定数值29.在执行V操作时，当信号量的值( B )时，应释放一个等待该信号量的进程。
进程间通信
Operating Systems
Interrupts
禁止中断. 锁变量. 严格轮换法. Peterson解法. TSL指令.
Variables Alternation Solution
Peterson’s The
TSL Instruction
Gao Haichang , Software School, Xidian University
This solution require that the two processes strictly alternate in entering
their critical regions. This solution violates condition 3 (a fast process have to wait another).
Gao Haichang , Software School, Xidian University
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Peterson’s Solution
Operating Systems
Peterson's solution for achieving mutual exclusion
Gao Haichang , Software School, Xidian University
Gao Haichang , Software School, Xidian University
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Lock Variables
Have a single, shared (Lock) variable.
It
锁变量
Operating Systems
contains the same problem that we saw in the spooler directory. (V=0, get in; V=1, keep out.)
如何使用进程间通信在Shell脚本中实现数据共享
如何使用进程间通信在Shell脚本中实现数据共享进程间通信（Inter-process Communication，IPC）是指不同进程之间进行数据交换和共享的机制。
在Shell脚本中，我们可以使用进程间通信来实现数据共享，以便多个进程之间可以互相传递数据并进行协作。
下面将介绍如何使用进程间通信在Shell脚本中实现数据共享。
一、管道（Pipe）管道是一种IPC机制，用于在Shell脚本中将一个进程的输出直接送给另一个进程作为输入。
可以用竖线符号“|”来创建一个管道，将一个命令的输出传递给另一个命令。
下面是一个使用管道在Shell脚本中实现数据共享的例子：```shell#!/bin/bash# 启动进程A并将数据输出到标准输出processA | processB```在这个例子中，进程A的输出会通过管道传递给进程B的标准输入。
这样，进程B就可以读取来自进程A的数据，并进行相应的处理。
二、命名管道（Named Pipe）命名管道是一种特殊的文件，它可以用来实现不同进程之间的通信。
在Shell脚本中，我们可以使用mkfifo命令来创建一个命名管道。
下面是一个使用命名管道在Shell脚本中实现数据共享的例子：```shell#!/bin/bash# 创建一个命名管道mkfifo mypipe# 启动进程A并将数据输出到命名管道processA > mypipe &# 启动进程B并从命名管道读取数据processB < mypipe# 删除命名管道rm mypipe```在这个例子中，进程A将数据输出到命名管道mypipe，而进程B则从命名管道mypipe中读取数据。
这样，进程A和进程B就可以通过命名管道进行数据共享。
三、共享内存（Shared Memory）共享内存是一种进程间通信的方式，它允许不同的进程直接访问同一个内存区域。
在Shell脚本中，我们可以使用shmget、shmat和shmdt等命令来创建和访问共享内存。
C#进程间通信（共享内存）
C#进程间通信（共享内存）进程间通信的⽅式有很多，常⽤的⽅式有：1.共享内存（内存映射⽂件，共享内存DLL）。
2.命名管道和匿名管道。
3.发送消息本⽂是记录共享内存的⽅式进⾏进程间通信，⾸先要建⽴⼀个进程间共享的内存地址，创建好共享内存地址后，⼀个进程向地址中写⼊数据，另外的进程从地址中读取数据。
在数据的读写的过程中要进⾏进程间的同步。
进程间数据同步可以有以下的⽅式1. 互斥量Mutex2. 信号量Semaphore3. 事件Event本⽂中进程间的同步采⽤信号量Semaphore的⽅式同步思想类似于操作系统中⽣产者和消费者问题的处理⽅式。
在A进程中创建共享内存，并开启⼀个线程⽤来读取B进程向共享内存中写⼊的数据，定义两个信号量进⾏读写互斥同步A进程中的程序代码using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;using System.Runtime.InteropServices;using System.Threading;using System.Diagnostics;namespace AppOne{public partial class AppOneMain : Form{const int INVALID_HANDLE_VALUE = -1;const int PAGE_READWRITE = 0x04;[DllImport("User32.dll")]private static extern bool ShowWindowAsync(IntPtr hWnd, int cmdShow);[DllImport("User32.dll")]private static extern bool SetForegroundWindow(IntPtr hWnd);//共享内存[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "CreateFileMapping")]private static extern IntPtr CreateFileMapping(IntPtr hFile, //HANDLE hFile,UInt32 lpAttributes,//LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, //0UInt32 flProtect,//DWORD flProtectUInt32 dwMaximumSizeHigh,//DWORD dwMaximumSizeHigh,UInt32 dwMaximumSizeLow,//DWORD dwMaximumSizeLow,string lpName//LPCTSTR lpName);[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "OpenFileMapping")]private static extern IntPtr OpenFileMapping(UInt32 dwDesiredAccess,//DWORD dwDesiredAccess,int bInheritHandle,//BOOL bInheritHandle,string lpName//LPCTSTR lpName);const int FILE_MAP_ALL_ACCESS = 0x0002;const int FILE_MAP_WRITE = 0x0002;[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "MapViewOfFile")]private static extern IntPtr MapViewOfFile(IntPtr hFileMappingObject,//HANDLE hFileMappingObject,UInt32 dwDesiredAccess,//DWORD dwDesiredAccessUInt32 dwFileOffsetHight,//DWORD dwFileOffsetHigh,UInt32 dwFileOffsetLow,//DWORD dwFileOffsetLow,UInt32 dwNumberOfBytesToMap//SIZE_T dwNumberOfBytesToMap);[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "UnmapViewOfFile")]private static extern int UnmapViewOfFile(IntPtr lpBaseAddress);[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "CloseHandle")]private static extern int CloseHandle(IntPtr hObject);private Semaphore m_Write; //可写的信号private Semaphore m_Read; //可读的信号private IntPtr handle; //⽂件句柄private IntPtr addr; //共享内存地址uint mapLength; //共享内存长//线程⽤来读取数据Thread threadRed;public AppOneMain(){InitializeComponent();init();}///<summary>///初始化共享内存数据创建⼀个共享内存///</summary>privatevoid init(){m_Write = new Semaphore(1, 1, "WriteMap");//开始的时候有⼀个可以写m_Read = new Semaphore(0, 1, "ReadMap");//没有数据可读mapLength = 1024;IntPtr hFile = new IntPtr(INVALID_HANDLE_VALUE);handle = CreateFileMapping(hFile, 0, PAGE_READWRITE, 0, mapLength, "shareMemory"); addr = MapViewOfFile(handle, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);//handle = OpenFileMapping(0x0002, 0, "shareMemory");//addr = MapViewOfFile(handle, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);threadRed = new Thread(new ThreadStart(ThreadReceive));threadRed.Start();}///<summary>///线程启动从共享内存中获取数据信息///</summary>private void ThreadReceive(){myDelegate myI = new myDelegate(changeTxt);while (true){try{//m_Write = Semaphore.OpenExisting("WriteMap");//m_Read = Semaphore.OpenExisting("ReadMap");//handle = OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE, 0, "shareMemory");//读取共享内存中的数据：//是否有数据写过来m_Read.WaitOne();//IntPtr m_Sender = MapViewOfFile(handle, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);byte[] byteStr = new byte[100];byteCopy(byteStr, addr);string str = Encoding.Default.GetString(byteStr, 0, byteStr.Length);/////调⽤数据处理⽅法处理读取到的数据m_Write.Release();}catch (WaitHandleCannotBeOpenedException){continue;//Thread.Sleep(0);}}}//不安全的代码在项⽬⽣成的选项中选中允许不安全代码static unsafe void byteCopy(byte[] dst, IntPtr src){fixed (byte* pDst = dst){byte* pdst = pDst;byte* psrc = (byte*)src;while ((*pdst++ = *psrc++) != '\0');}}}}B进程向共享内存中写⼊的数据using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;using System.Runtime.InteropServices;using System.Threading;namespace AppTwo{public partial class AppTwoMain : Form{const int INVALID_HANDLE_VALUE = -1;const int PAGE_READWRITE = 0x04;//共享内存[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "CreateFileMapping")]private static extern IntPtr CreateFileMapping(IntPtr hFile, //HANDLE hFile,UInt32 lpAttributes,//LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, //0UInt32 flProtect,//DWORD flProtectUInt32 dwMaximumSizeHigh,//DWORD dwMaximumSizeHigh,UInt32 dwMaximumSizeLow,//DWORD dwMaximumSizeLow,string lpName//LPCTSTR lpName);[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "OpenFileMapping")]private static extern IntPtr OpenFileMapping(UInt32 dwDesiredAccess,//DWORD dwDesiredAccess,int bInheritHandle,//BOOL bInheritHandle,string lpName//LPCTSTR lpName);const int FILE_MAP_ALL_ACCESS = 0x0002;const int FILE_MAP_WRITE = 0x0002;[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "MapViewOfFile")]private static extern IntPtr MapViewOfFile(IntPtr hFileMappingObject,//HANDLE hFileMappingObject,UInt32 dwDesiredAccess,//DWORD dwDesiredAccessUInt32 dwFileOffsetHight,//DWORD dwFileOffsetHigh,UInt32 dwFileOffsetLow,//DWORD dwFileOffsetLow,UInt32 dwNumberOfBytesToMap//SIZE_T dwNumberOfBytesToMap);[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "UnmapViewOfFile")]private static extern int UnmapViewOfFile(IntPtr lpBaseAddress);[DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "CloseHandle")]private static extern int CloseHandle(IntPtr hObject);private Semaphore m_Write; //可写的信号private Semaphore m_Read; //可读的信号private IntPtr handle; //⽂件句柄private IntPtr addr; //共享内存地址uint mapLength; //共享内存长Thread threadRed;public AppTwoMain(){InitializeComponent();//threadRed = new Thread(new ThreadStart(init));//threadRed.Start();mapLength = 1024;}private void button1_Click(object sender, EventArgs e){try{m_Write = Semaphore.OpenExisting("WriteMap");m_Read = Semaphore.OpenExisting("ReadMap");handle = OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE, 0, "shareMemory");addr = MapViewOfFile(handle, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);m_Write.WaitOne();byte[] sendStr = Encoding.Default.GetBytes(textBox1.Text.ToString() + '\0');//如果要是超长的话，应另外处理，最好是分配⾜够的内存if (sendStr.Length < mapLength)Copy(sendStr, addr);m_Read.Release();}catch (WaitHandleCannotBeOpenedException){MessageBox.Show("不存在系统信号量!");return;}}static unsafe void Copy(byte[] byteSrc, IntPtr dst) {fixed (byte* pSrc = byteSrc){byte* pDst = (byte*)dst;byte* psrc = pSrc;for (int i = 0; i < byteSrc.Length; i++){*pDst = *psrc;pDst++;psrc++;}}}}}。
进程间通信方式
进程间通信⽅式3.4.1共享内存在相互通信的进程之间设有⼀个公共内存区，⼀组进程向该公内存中写，另⼀组进程从化共内存中读，通过这种⽅式实现两组进程间的信息交换。
这种通信模式需要解决两个问题：第⼀个问题是怎样提供共享内存；第⼆个是公共内存的互斥关系则是程序开发⼈员的责任。
3.4.2消息机制消息机制是⽤于进程间通信的⾼级通信原语之⼀。
进程在动⾝过程中，台能需要与其他的进程进⾏进程交换，于是进程通过某种⼿段发出⾃⼰的消息或接收其他进程发来的消息。
这种⽅式类似于⼈们通过邮局收发信件来实现交换信息的⽬的。
⾄于通过什么⼿段收发消息，就像⼈们选择平信还是航空信⼀样，是⼀种具体的消息传递机制。
1、消息缓冲通信消息缓冲通信技术是由Hansen⾸先提出的,其基本思想是:根据”⽣产者-消费者”原理,利⽤内存中公⽤消息缓冲区实现进程之间的信息交换.内存中开辟了若⼲消息缓冲区,⽤以存放消息.每当⼀个进程向另⼀个进程发送消息时,便申请⼀个消息缓冲区,并把已准备好的消息送到缓冲区,然后把该消息缓冲区插⼊到接收进程的消息队列中,最后通知接收进程.接收进程收到发送⾥程发来的通知后,从本进程的消息队列中摘下⼀消息缓冲区,取出所需的信息,然后把消息缓冲区不定期给系统.系统负责管理公⽤消息缓冲区以及消息的传递.⼀个进程可以给若⼲个进程发送消息,反之,⼀个进程可以接收不同进程发来的消息.显然,进程中关于消息队列的操作是临界区.当发送进程正往接收进程的消息队列中添加⼀条消息时,接收进程不能同时从该消息队列中到出消息:反之也⼀样.消息缓冲区通信机制包含以下列内容:(1) 消息缓冲区,这是⼀个由以下⼏项组成的数据结构:1、消息长度2、消息正⽂3、发送者4、消息队列指针（2）消息队列⾸指针m-q,⼀般保存在PCB中。
（1）互斥信号量m-mutex,初值为1，⽤于互斥访问消息队列，在PCB中设置。
（2）同步信号量m-syn,初值为0，⽤于消息计数，在PCB中设置。
操作系统中的进程间通信与同步机制
操作系统中的进程间通信与同步机制在计算机领域中，操作系统是一个必不可少的软件，它管理着计算机硬件和软件资源，并且为用户和应用程序提供了一个运行环境。
而进程是操作系统中执行中的程序实例，它是计算机资源分配、调度和执行的基本单位。
在一个操作系统中，多个进程常常需要进行通信和同步，以便进行数据传递和协调工作。
本文将讨论操作系统中的进程间通信与同步机制。
一、进程间通信（IPC）进程间通信，简称IPC（Inter-Process Communication），是指不同进程之间相互交换数据和信息的一种机制。
它允许进程之间共享资源、传递消息和协调活动。
在操作系统中，有几种常见的IPC机制，包括管道、共享内存、消息队列和套接字等。
1. 管道（Pipe）管道是一种最简单的进程间通信机制，它创建了一个字节流管道，一个进程的输出可以直接作为另一个进程的输入。
在Unix/Linux系统中，使用pipe()系统调用创建一个管道，典型的管道用法是通过fork()系统调用创建一个子进程，其中一个进程通过管道向另一个进程传递数据。
2. 共享内存（Shared Memory）共享内存是一种进程间通信的高效机制，它允许多个进程访问同一个内存区域，从而实现数据的共享。
在操作系统中，使用共享内存可以显著提高进程间通信的速度。
常见的共享内存接口包括shmget、shmat和shmdt等。
3. 消息队列（Message Queue）消息队列是一种进程间通信的方式，它通过在消息队列中传递和接收消息来实现进程间的数据交换。
在操作系统中，消息队列常用于解决生产者-消费者问题，其中一个进程将数据发送到消息队列，另一个进程从消息队列中接收数据。
4. 套接字（Socket）套接字是一种进程间通信的通用机制，它允许不同计算机上的进程通过网络进行通信。
套接字可以进行不同类型的通信，包括面向连接的socket和面向无连接的socket。
在操作系统中，套接字常用于实现分布式系统和网络应用程序。
进程间通信的方式
进程间通信的方式
进程间通信是指不同进程之间通过特定的方法进行数据传输和交流的过程。
常见的进程间通信方式有以下几种：
1. 管道：管道是一种单向的、按顺序存取的通信方式。
使用管道时，必须有一个进程向管道内写数据，另一个进程从管道中读取数据。
2. 共享内存：共享内存是指多个进程可以访问同一块内存空间，可以方便地共享数据。
但是需要注意对共享内存的操作必须同步，否则会出现数据冲突问题。
3. 消息队列：消息队列是指可以按照一定的规则，将一堆消息存储在一个队列中，进程可以从该队列中读取消息。
消息队列常常用来进行一些异步操作。
4. 套接字：套接字是一种通信机制，常用于建立客户端和服务器之间的网络连接。
套接字可以通过本地网络或者互联网进行通信。
5. 信号量：信号量是一种用于多进程同步的机制，通常用于控制多个进程对共享资源的访问。
当多个进程访问同一资源时，可以利用信号量避免出现竞争条件。
综上所述，不同的进程间通信方式适用于不同的场景和需求。
在实际开发中，需要结合具体的应用场景和技术选型进行选择和使用。
计算机等级考试(三级网络)基本概念与名词解释
一、计算机基础知识部分1. 计算机系统发展历程：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模及超大规模集成电路计算机。
2. 电子计算机时代开始的标志：以美国1945年生产、1946年2月交付使用的ENIAC计算机为标志。
3. 电子计算机分类：以规模分类可以分为大型机、超大型机、中型机、小型机和微型机。
4. 计算机系统的组成：通常所说的计算机系统包括硬件系统和软件系统。
5. 计算机硬件系统的组成：包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备。
其中运算器和控制器构成**处理器CPU。
6. CPU的作用：取得、解释和执行指令。
7. CPU的指标：字长（指CPU中数据总线的宽度，即一次可并行传递二进制数据的位数）、速度（指CPU中振荡器的主振频率，即主频。
）指令处理能力（即每秒处理百万条指令数，以MIPS表示）。
8. 总线的分类：总线可以分为传输数据的数据总线、传输控制信息的控制总线和连接各个芯片地址的地址总线。
9. 内存储器的分类：存储器可以分为只读存储器和随机存储器。
只读存储器又可以分为ROM、PROM、EPROM、E2PROM等。
注：ROM 即Read Only Memory10. 随机存储器：指计算机运行期间,可以随时向其写入数据、也可以随时从其中读出数据的存储器。
在微型计算机中，内存储器也叫主存储器。
11. 高速缓冲存储器：为解决CPU与主存储器间速度差而在内存储器和CPU之间增加的一种存取速度远高于普通内存的特殊存储器。
12. 运算器的功能：运行器是计算机中完成数学运行和逻辑运算的部件。
13. 常见的数据总线为ISA、EISA、VESA、PCI等。
14. 中断：指当出现需要时，CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的程序和执行过程。
即在程序运行过程中，系统出现了一个必须由CPU 立即处理的情况，此时，CPU暂时中止程序的执行转而处理这个新的情况的过程就叫做中断。
15. 中断的处理过程为：关中断（在此中断处理完成前，不处理其它中断）、保护现场、执行中断服务程序、恢复现场、开中断。
进程间的通信—套接字（socket）
进程间的通信—套接字（socket） 前⾯说到的进程间的通信，所通信的进程都是在同⼀台计算机上的，⽽使⽤socket进⾏通信的进程可以是同⼀台计算机的进程，也是可以是通过⽹络连接起来的不同计算机上的进程。
通常我们使⽤socket进⾏⽹络编程，这⾥将会简单地讲述如何使⽤socket进⾏简单的⽹络编程。
⼀、什么是socket socket，即套接字是⼀种通信机制，凭借这种机制，客户/服务器（即要进⾏通信的进程）系统的开发⼯作既可以在本地单机上进⾏，也可以跨⽹络进⾏。
也就是说它可以让不在同⼀台计算机但通过⽹络连接计算机上的进程进⾏通信。
也因为这样，套接字明确地将客户端和服务器区分开来。
⼆、套接字的属性套接字的特性由3个属性确定，它们分别是：域、类型和协议。
1、套接字的域 它指定套接字通信中使⽤的⽹络介质，最常见的套接字域是AF_INET，它指的是Internet⽹络。
当客户使⽤套接字进⾏跨⽹络的连接时，它就需要⽤到服务器计算机的IP地址和端⼝来指定⼀台联⽹机器上的某个特定服务，所以在使⽤socket作为通信的终点，服务器应⽤程序必须在开始通信之前绑定⼀个端⼝，服务器在指定的端⼝等待客户的连接。
另⼀个域AF_UNIX表⽰UNIX⽂件系统，它就是⽂件输⼊/输出，⽽它的地址就是⽂件名。
2、套接字类型 因特⽹提供了两种通信机制：流（stream）和数据报（datagram），因⽽套接字的类型也就分为流套接字和数据报套接字。
这⾥主要讲流套接字。
流套接字由类型SOCK_STREAM指定，它们是在AF_INET域中通过TCP/IP连接实现，同时也是AF_UNIX中常⽤的套接字类型。
流套接字提供的是⼀个有序、可靠、双向字节流的连接，因此发送的数据可以确保不会丢失、重复或乱序到达，⽽且它还有⼀定的出错后重新发送的机制。
与流套接字相对的是由类型SOCK_DGRAM指定的数据报套接字，它不需要建⽴连接和维持⼀个连接，它们在AF_INET中通常是通过UDP/IP协议实现的。
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owner
perms
0x0052e6a9 0
postgres 600
0x0052e6aa 32769
postgres 600
0x0052e6ab 65538
postgres 600
0x0052e6ac 98307
postgres 600
0x0052e6ad 131076
postgres 600
0x0052e6ae 163845
进程间通信
概述
实现进程间通信(IPC)的方法很多，但从历史来 看，很多都不可移植，经过多年的发展，已经有 很大的统一
IPC的方法主要包括：
管道 消息队列 信号量 共享内存 套接字
管道
管道是最古老的IPC方式，在历史上，有两方面 的限制：
只能以半双工方式工作 管道的两端必须是具有公共祖先的进程
还可以通过多次调用fork在两个子进程之间连接 IPC通道
管道的一方进程应该关闭自己不需要的管道描述 符
fd[0]
fd[1]
父进程
fd[0]
fd[1]
子进程
管道 内核
从子进程到父进程的管道
fd[0] 父进程
fd[1] 子进程
管道 内核
两条规则
当管道的一端被关闭后，下列两条规则起作用
1. 当读一个写端被关闭的管道时，所有数据被读取 后，read返回0。(只要管道的写端还有进程， 就不会产生文件结束)
通过调用pipe系统调用可以创建一个无名管道 int pipe(int [2]);
由参数返回两个文件描述符：[0]为读而打开， [1]为写而打开，[1]的输出是[0]的输入
fd[0]
fd[1]
用户进程
管道 内核
使用管道
单个进程中管道基本没有什么用处
调用pipe创建管道后，再调用fork，就创建了 从父进程到子进程(或反向)的IPC通道
0x0052e2c5 360459
postgres 600
0x0052e2c6 393228
postgres 600
0x0052e2c7 425997
postgres 600
------ Message Queues --------
key
msqid
owner
perms
bytes 38207488 38207488
但最近的Unix系统大多都取消这两方面的限制， 但为了兼容性原因，很多应用我们仍然假设管道 只能以半双工方式工作
无名管道和命名管道
管道可以分为无名管道和命名管道两类
无名管道没有名字，只能工作在具有同一个祖先 进程的若干个进程中
命名管道，又叫FIFO管道，可以在任何两个进程 之间工作
无名管道
一个例子
------ Shared Memory Segments --------
key
shmid
owner
perms
0x0052e6a9 0
postgres 600
0x0052e2c1 32769
postgres 600
------ Semaphore Arrays --------
key
semid
FIFO管道的主要用途
1. 在进程之间传输数据，但不便于使用无名管道的 地方
2. 在客户进程-服务器进程之间进行通信
XSI IPC(XSI进程间通讯)
有3种IPC被称为XSI IPC：消息队列、信号量和 共享内存
XSI IPC没有使用文件系统名字空间，而是构造 了自己的名字空间
这3种IPCBiblioteka 有类似的处理方式nattch 4 4
status
nsems 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17
used-bytes messages
消息队列
消息队列可以实现不同进程之间的消息传递
消息队列组织成一个链接表
消息的接收不一定按照先进先出的顺序，也可以 按照消息的类型接收
FIFO管道(命名管道)
无名管道只能工作在具有同一个祖先进程的若干 个进程中，FIFO管道可以克服这个问题
FIFO管道是一种文件类型，可以被创建在文件系 统中，并设置相应的权限
多个进程可以通过分别以读/写方式打开该FIFO 文件进行读/写，从而达到进行管道通信的目的
int mkfifo(char *pathname, mode_t mode)
XSI IPC结构
IPC结构是在系统范围内起作用的，它不属于某 一个进程
IPC对象在文件系统中没有名字，只能使用专门 的命令和函数访问这些对象，不能通过文件描述 符来访问
IPC相关的几个命令
Unix系统提供了几个操纵IPC对象的命令
ipcs: 列出系统中的IPC对象
ipcrm: 删除指定的IPC对象
消息队列是可靠的、有流控的、面向对象的
操纵消息队列
先通过ftok取得键值key
打开或创建消息队列 int msgget(key_t key, int flag);
发送消息 int msgsnd(int id, void *p, size_t nbytes, int flag);
接收消息 ssize_t msgrcv(int id, void *p, size_t nbytes, long type, int flag);
2. 如果写一个读端被关闭的管道，则产生信号 SIGPIPE，如果忽略或捕获该信号并返回，则 write返回-1，errno设置为EPIPE
一段典型的代码
int main() {
int fd[2];
pipe(fd); if ((pid_t pid = fork()) > 0) {
close(fd[0]); write(fd[1], ....); ...... } else { close(fd[1]); read(fd[0], ....); } }
postgres 600
0x0052e6af 196614
postgres 600
0x0052e2c1 229383
postgres 600
0x0052e2c2 262152
postgres 600
0x0052e2c3 294921
postgres 600
0x0052e2c4 327690
postgres 600
标识符和键
每个内核中的IPC对象都用一个非负整数的标识 符加以引用，它是IPC对象的内部名
为了使多个合作进程能共享使用同一IPC对象， Unix使用了外部名：键。每个IPC对象都和一个 键相关联
可以调用ftok函数通过全局唯一字符串和项目ID 产生键 key_t ftok(char *path, int id);