下面我们来讨论
进程通讯机制的具体实现
首先我们讨论的是信号和管道
信号和管道是操作系统
提供的两种简单的通讯机制
首先是信号
信号是进程间软件中断通知和处理机制
我们在前边讲过中断
它实际上是我们CPU
在执行指令的时候的
一种异常处理机制
这种机制借鉴到进程当中来
就是我们这里信号
进程在执行的过程当中
它有正常的执行流程
如果说这时候我有意外的事件
我怎么来处理呢
并且是每一个进程
有不同的处理的时候
这时候我怎么办
这就是我们这里的信号
我们在实际系统当中见到的
一个例子就是Ctrl-C
我们在一个进程执行过程当中
我们按Ctrl-C可以把这个进程停下来
但是在你的实际代码当中
并没有一段代码是完成对Ctrl-C的处理
这个处理是在哪实现的呢
这就是我们这里的信号
操作系统在编译你的应用程序的时候
它会缺省的加上
对这些信号的处理例程
如果说用户想
指定自己的信号处理例程
就需要在你的应用程序当中
给出相应的实现
比如说我们在这里看到的
kill、stop、continue
就是我们这里的几个常见的信号
信号的处理机制有这样几种情况
一种是捕获
也就相当于进程执行的时候
信号的处理例程 是由用户指定的
每一个进程有自己不同的处理方法
忽视或者叫忽略 那这时候呢
是由操作系统的缺省处理例程
来处理进程的信号
比如说我们进程终止和进程挂起
还有一种是屏蔽
禁止进程接收和处理信号
这种情况的一个实例是我们的登录程序
你按Ctrl-C它是不能停下来的
原因在于这时候
把相应的处理给屏蔽掉了
这种通讯机制呢
它能够传送的信息仅仅是信号的类型
它不能再传送其他的内容
所以它传送的信息量是很小的
这种做法它仅仅是用来
做一种快速的响应机制
它比别的通讯机制要快
信号它的实现是如何进行的呢
我们在这给出一个简单的图示
在我们的ucore plus当中
也有相应的实现
有兴趣同学可以
进一步去看相应的实现机制
首先进程在启动的时候
它需要注册相应的信号处理例程
给操作系统内核
以便于操作系统内核
在有相应的信号送过来的时候
它能够知道去执行哪一个处理函数
这是注册 然后是有其他进程
或者说其他设备发出信号的时候
那么操作系统内核
负责把这个信号送给指定的进程
并且启动其中的信号处理函数
然后执行信号处理函数的时候
完成相应的处理
比如说我把当前正在执行的进程掐掉
或者说把它暂停
或者说忽视
都是由这来完成的
接下来我们给出一个实际的例子
在这个例子当中我们可以
在linux里面来执行这一段代码
它的主程序里头
就是signal 实际上是
我们的注册信号处理例程的系统调用
你注册了两个信号
它的处理函数到底是什么
然后我这个进程
就进到死循环里头了
前边是它的实现 signal_int
它完成的功能是打印字符串
告诉你按了Ctrl-C
然后就忽略过去了
在前边加上这个重新注册
是为了兼容性的缘故
另外一个是退出
如果你按Ctrl/这时候
你的程序会结束下来
因为如果没有这个的话
你这个程序没有正常退出的时候
因为我们在这是个死循环
它就永远不会退出了
我们按Ctrl/来实现原来Ctrl-C的功能
这地方给出来你实现的退出
这个程序执行起来之后的效果
就是按Ctrl-C它给出一个提示
然后程序继续执行
按Ctrl/这时候程序退出
这是信号使用的一个示例
接下来我们说管道
管道是进程间
基于内存文件的通讯机制
也就是说两个进程想通讯
它中间的数据放在哪呢
在内存里建一个临时文件
把这个数据放这里头
这就是我们这里的管道
它利用父进程创建子进程的过程当中
继承文件描述符
这几个缺省的文件描述符
在子进程里都是有继承的
标准输入 标准输出和标准的错误输出
那我们在这里头呢
创建一个管道的时候
我只关心我通讯的管道是谁
并不关心另一头是谁往里放的数据
这实际上是我们这里头说到的
一种间接通讯机制
这个数据可能来自于键盘
也可能来自于其他程序
或者说文件
写出去的时候我可能会写到终端
也可能会写到文件
或者说给其他的进程
那我们在这
跟它相关的系统调用有这样几个
一个是读管道
因为我们创建的管道
在这里有一个FD文件描述符
创建完之后
我就可以利用它来进行读了
我们在实际的一个库函数scanf()
就是基于管道的读来实现的
另一个是写write
这和我们通常的文件读写的
系统调用是完全一样的
我们上边的printf()
也是基于对管道的写来实现的
它把它直接送到屏幕上去
再有一个是管道的创建
这是一个单独的pipe
创建的结果会生成
一个文件描述符数组
这个数组有两个成员
一个是读文件描述符
一个是写文件描述符
我们就是利用继承的关系
在两个不同的进程当中
使用不同的文件描述符
一头读 一头写
那就实现了两者之间的通讯了
我们也是给一个例子
这是ls和more
这是两个系统命令
在这两个命令里头呢 中间加一个竖线
实际上你就由shell给它们俩之间
建立一条管道
我们可以用下面的图示
来说明这个过程
首先在执行这个命令的时候
shell程序解释这条命令
它首先会去解释这个管道
然后建立相应的管道
然后前边有一个ls
它创建一个进程 来执行ls
并且把它的标准输出
接到这个管道上
作为输入的这一端
然后它会创建另外一个进程
执行这个more这个命令
然后它的输入来源于这个管道
这样的话就把两个命令的一个的输入
和另一个的输出接到了一起
这个在我们的Linux和Unix系统里头
是比较常见的一种做法
这是管道