进程间通信方式:
同主机进程间数据交换机制: pipe(无名管道) / fifo（有名管道）/ message queue(消息队列)和共享内存。
必备基础: fork() 创建一个与之前完全一样的进程，这两个进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略。
一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都
复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。
vfork ： 与fork用法相同，但是他和父进程共享同样的数据存储，因此无需完全复制父进程的地址空间。
// fork() study example 1
#include <unistd.h> #include <stdio.h> int main () { pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值 int count=0; // fork 会将这个变量存在两个不同的内存中，所以两次count的值都是 1 ，而不是 1,2 。 fpid=fork(); if (fpid < 0) printf("error in fork!"); else if (fpid == 0) { printf("i am the child process, my process id is %d、n",getpid()); printf("我是爹的儿子\n");//对某些人来说中文看着更直白。 count++; } else { printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid()); printf("我是孩子他爹\n"); count++; } printf("统计结果是: %d\n",count); return 0; }
运行结果：
在for之前只有一个进程执行代码，但是在fork之后就会再创建一个进程去同时执行这段代码。
程序通过fork的返回值fpid判断是子进程还是父进程，还是创建进程失败。
fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID； //相当于父进程指向自己的子进程，而子进程没有孩子进程可以指向。
2）在子进程中，fork返回0；
3）如果出现错误，fork返回一个负值；
fork出错可能有两种原因：
1）当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN。
2）系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM。
#include <unistd.h> #include <stdio.h> int main(void) { int i=0; printf("i son/pa ppid pid fpid\n"); //ppid指当前进程的父进程pid //pid指当前进程的pid, //fpid指fork返回给当前进程的值 for(i=0;i<2;i++){ pid_t fpid=fork(); if(fpid==0) printf("%d child %4d %4d %4d\n",i,getppid(),getpid(),fpid); else printf("%d parent %4d %4d %4d\n",i,getppid(),getpid(),fpid); } return 0; }
1. 在执行第一个循环时：
pid=5944 的进程 ，创建了 一个子进程 5945
2. 第二次循环中：
5944 的进程穿件了 pid=5946的子进程
5945 的进程作为父进程创建了 pid=5947 的子进程
p5947的父进程 应该是 5945 ，但是 这时 5945进程肯能已经死亡。 （具体原因自己还没有弄明白，如需深入学习可以见参考资料）
进程间通信： 管道及无名管道
竞争条件：两个或者多个进程读写某些共享数据，而最后的结果取决于进程的运行的精确时序，称为竞争条件。（把条件理解成情况，竞争情况，貌似更加容易理解一些=。=）
互斥：互斥是一种手段，它使共享数据的进程无法同时对其共享的数据进行处理
临界区：即访问共享内存的程序片。也就是说，通过合理的安排，使得两个进程不可能同时处在临界区中，就能避免竞争条件。满足一下四个条件
a/ 任何两个进程不能同时处于临界区
b/ 不应对cpu速度和数量做任何假设
c/ 临界区外运行的进程不得阻塞其他进程
d/ 不得使进程无限期的等待进入临界区
忙等待互斥的几种实现方法
a/ 屏蔽中断：屏蔽中断之后cpu不会被切换到其他进程，他就可以检查和修改共享内存，而不必担心其他进程的进入。
缺点：多核的系统无效（其他进程任然可以占用其他的CPU继续访问公共内存）
用户程序来控制中断会很危险（使想一下，一个进程屏蔽中断后不再打开中断，那你的系统就GG了）
结论：屏蔽中断对系统本身是一项很有用的技术，但对用户进程不是一种合适的通用互斥机制。
b/ 锁变量：屏蔽中断的软件实现机制。
假定一个共享（锁）变量，初值为0，代表临界区内无进程，进程进入临界区后将其改变为1，代表临界区内有进程；倘若进程在进入临界区之前，
锁变量值为1，该进程将等待其值变为0。未能实现的原因：与假脱机目录的疏漏一样，如果一个进程进入临界区，但是在它把锁变量置1之前被中断，另一
个进程进入临界区后将0置1，这样， 当前一个进程再次运行时它也将锁变量置1，这样临界区内依然存在两 个进程。
c/严格轮换原理：共享turn变量，用来记录轮到那个进程进入临界区。
当turn=0时，只有进程0能进入临界区，进程0在离开临界区前将turn置1，从而标志，轮到进程1进入临界区。
缺点：严格地轮换，可能导致临界区外的进程阻塞需要进入临界区的进程（例如：当turn=0时，意味着只有进程0能进入临界区，这时如果进程
0还要100年才会退出临界区，而进程1需要马上进入，那进程1还要白白等100 年.）
总结：当一个进程比另一个进程慢了许多的情况下，不宜用这种方式。
d/ Peterson解法
这是Peterson本人发明的一种简单的互斥算法。
#define FALSE 0
#define TRUE 0
#define N 2
int turn ; //当前轮转到那个进程
int intre[N]; //初始化置为false，即没有在临界区等待读写共享数据的
void enter_region(int process){ int other ; other = 1-process; intre[process] = TRUE; turn = process; while(turn==process&&intre[other]==TRUE)
; //一直循环，直到other进程退出临界区
} void leave_process(int process){ intre[process] = FALSE; }
我们分情况跑一遍程序：
a、进程0通过调用enter_region()进入临界区，此时1也想调用enter_region() 来进入临界区，但interested[0]为TRUE，因此被while循环挂起，当进程0出临
界区时调用leave_region()，将interested[0]设为FALSE，进程1即可及时进入临界 区。
b、当进程0在调用enter_region()过程的任意时刻被中断，进程1进入临界区 后进程0再次进行时，依然会被挂起。（实际上while循环体中的两条判断句就
保证了，当一个进程在临界区中时，另一个想进入临界区的进程必然会被挂起）。
信号量
编程步骤：
b/ 创建一个双通道的管道通信
插播一个知识点：
1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据.
2)返回的值小于0,此时出现了错误.我们要根据错误类型来处理. 如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误. 如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接).
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <errno.h> 5 #include <sys/stat.h> 6 #include <sys/types.h> 7 #include <fcntl.h> 8 9 #define MAX 100 10 11 int child_work(int pfd,char *fname) 12 { 13 int n,fd; 14 char buf[MAX]; 15 16 if((fd = open(fname,O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC,0666)) < 0) 17 { 18 fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",fname,strerror(errno)); 19 return -1; 20 } 21 22 while( n = read(pfd,buf,sizeof(buf)) ) 23 { 24 write(fd,buf,n); 25 } 26 27 close(pfd); 28 29 return 0; 30 } 31 32 int father_work(int pfd,char *fname) 33 { 34 int fd,n; 35 char buf[MAX]; 36 37 if((fd = open(fname,O_RDONLY)) < 0) 38 { 39 fprintf(stderr,"Fail to open %s : %s.\n",fname,strerror(errno)); 40 return -1; 41 } 42 43 while(n = read(fd,buf,sizeof(buf))) 44 { 45 write(pfd,buf,n); 46 } 47 48 close(pfd); 49 50 return 0; 51 } 52 53 int main(int argc,char *argv[]) 54 { 55 int pid; 56 int fd[2]; 57 58 if(argc < 3) 59 { 60 fprintf(stderr,"usage %s argv[1] argv[2].\n",argv[0]); 61 exit(EXIT_FAILURE); 62 } 63 64 if(pipe(fd) < 0) 65 { 66 perror("Fail to pipe"); 67 exit(EXIT_FAILURE); 68 } 69 70 if((pid = fork()) < 0) 71 { 72 perror("Fail to fork"); 73 exit(EXIT_FAILURE); 74 75 }else if(pid == 0){ 76 77 close(fd[1]); 78 child_work(fd[0],argv[2]); 79 80 }else{ 81 82 close(fd[0]); 83 father_work(fd[1],argv[1]); 84 wait(NULL); 85 } 86 87 exit(EXIT_SUCCESS); 88 }
子进程： 读取 管道中的数据进入buf，然后将buf中的数据写入到 file2中去
父进程： 从file1中读取数据，然后写进管道中给子进程去读