UNIX环境高级编程（第十四章）

第14章 进程间通信 320 14.1 引言 320 14.2 管道 320 14.3 popen和pclose函数 325 14.4 协同进程 330 14.5 FIFO 333 14.6 系统V IPC 335 14.6.1 标识符和关键字 336 14.6.2 许可权结构 337 14.6.3 结构限制 337 14.6.4 优点和缺点 337 14.7 消息队列 338 14.8 信号量 342 14.9 共享存储 346 14.10 客户机-服务器属性 351 14.11 小结 353 习题 353 【UNIX环境高级编程（第十四章）】章节主要讲解了UNIX系统中进程间通信（IPC，InterProcess Communication）的各种机制，这些机制允许不同进程之间高效地交换信息，超越了简单的文件共享和进程创建。以下是对各知识点的详细阐述： 1. **引言**： 这一章首先介绍了进程间通信的重要性，特别是在多进程环境中。UNIX IPC包含多种通信方式，但并非所有实现都完全相同。最常见的、也是所有UNIX系统都支持的是半双工管道。表14-1列出了不同UNIX实现支持的IPC形式，如管道、FIFO、消息队列、信号量、共享存储、套接字等。 2. **管道**： 管道是最基础的IPC形式，所有UNIX系统都提供。它有两个限制：半双工（数据只能单向流动）和只能在有共同祖先的进程之间使用。`pipe()`函数用于创建管道，返回一对文件描述符，一个用于读，另一个用于写。管道内部通过内核实现数据传输。在某些系统（如SVR4）中，管道可以是全双工的，称为流管道。 3. **popen和pclose函数**： 这两个函数提供了一个方便的接口，允许进程通过管道与命令行进程通信。`popen()`用于启动一个命令并建立管道连接，`pclose()`用于关闭管道并等待命令完成。 4. **协同进程**： 在这里可能指的是使用管道的父子进程协同工作，通过关闭不必要的管道端口来确保数据流的方向。 5. **FIFO**： FIFO（先进先出）是一种特殊类型的文件，可以作为进程间通信的全双工通道，允许任何进程读写，只要它们有正确的权限。与管道相比，FIFO不受祖先关系的限制。 6. **系统V IPC**： 包括消息队列、信号量和共享存储，这三种机制在许多UNIX系统中提供了一种更复杂的同步和通信方式。它们具有标识符、权限结构、结构限制以及各自的优缺点。 7. **消息队列**： 允许进程发送和接收结构化消息，适合大量数据的传递。 8. **信号量**： 用于进程间的同步，控制对共享资源的访问，防止竞争条件。 9. **共享存储**： 允许多个进程直接访问同一块内存，提供了快速的数据交换，但同步问题需要谨慎处理。 10. **客户机-服务器属性**： 在进程通信中，常常提到客户端和服务端模型，其中客户端请求服务，服务器提供服务，常与网络通信相结合。 11. **小结**： 对章节内容的总结，强调了各种IPC机制的特点和应用场景。 12. **习题**： 习题部分帮助读者巩固和应用所学知识。 本章内容涵盖了UNIX进程间通信的基础和关键机制，对理解多进程协作和系统级编程至关重要。下一章可能探讨更高级的特性，如流管道和命名流管道，以及它们在实际应用中的用法。