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第十一章 进程间通信
阅读量:723 次
发布时间:2019-03-21

本文共 1499 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

《TCP/IP网络编程》中,进程间通信是一个关键的主题。了解其基本原理,有助于我们更好地掌握网络编程的核心思想。在这个部分,我们将深入探讨进程间通信的概念、实现方式以及实际应用案例。

进程间通信的基本概念

进程间通信(Inter Process Communication, IPC)指的是不同进程之间如何交换数据。这是操作系统管理内存和资源的重要一环。当两个或多个进程能够同时访问相同的内存空间时,它们就可以通过那个共享的空间进行数据交换。值得注意的是,每个进程都有独立的心智和内存空间,即使通过fork创建的子进程,也不会与父进程共享内存资源。这意味着,当两个进程尝试通过共享内存进行通信时,必须有操作系统的协调和控制。

通过管道实现进程间通信

为了实现进程间的通信,常用的一种机制是管道(Pipe)。与内存和套接字不同,管道是操作系统提供的资源,不会随着进程的复制而被复制。因此,两个进程通过操作系统提供的内存区域来进行交流。

管道的创建与使用

在代码中,通常通过unistd.h头文件中的pipe()函数来创建管道。函数返回值:

  • 成功时返回0,表示管道创建成功。
  • 失败时返回-1,需要检查错误信息。

管道有两个文件描述符filedes数组:

  • filedes[0]:用于接收数据的文件描述符(管道的输出方向)。
  • filedes[1]:用于发送数据的文件描述符(管道的输入方向)。

管道的双向通信

通过管道实现进程间的双向通信能避免许多传统同步控制的问题。明确的是,谁先读谁就能先获取数据。这实现了相当高效的异步通信机制。

管道的实际应用

在实际编程中,管道常用于父进程将数据写入,而子进程从中读取,或者反之。通过合理使用管道,可以确保不同进程之间的数据传输更加高效和可靠。

回声服务器端的经典案例

让我们来看一个经典的例子:回声服务器。服务器端的代码结构大致如下:

#include 
#include
#define MAXDATASIZE 1024#define MAXmessages 10int main() { int pipefd = -1; char buffer[MAXDATASIZE] = {0}; pipe(&pipefd); for(int i = 0; i < MAXmessages; i++) { //从标准输入读取消息 read stdin, buffer, MAXDATASIZE); if (write(pipefd, buffer, strlen(buffer)) != -1) { //使用非缓道调度 char opt = fcntl(pipefd, F_GETFL); opt |= O_NDELAY; //设置非阻塞模式 fcntl(pipefd, F_SETFL, opt); sleep(2); //定时读取,以模拟处理延迟 } } return 0;}

这个服务器端在通过管道读取消息的同时,采用非阻塞的写入方式,以实现高效的进程间通信。需要注意的是,在实际编程中,需要根据具体需求进行适当的同步和阻塞处理。

通过以上内容,我们可以清晰地看到,进程间通信是网络编程中不可或缺的一部分,其实现机制和应用场景有着深远的影响。了解这些基础知识,能够为我们构建更高效、更可靠的网络系统奠定坚实的基础。

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