Linux內(nèi)核-進(jìn)程間通信組件的實(shí)現(xiàn)

作者：深度Linux

來(lái)源：SegmentFault 思否社區(qū)

Linux內(nèi)核的五大組件

一、內(nèi)存管理

二、進(jìn)程管理

三、進(jìn)程間通信

• 數(shù)據(jù)傳輸：一個(gè)進(jìn)程需要將它的數(shù)據(jù)發(fā)送給另一個(gè)進(jìn)程；
• 資源共享：多個(gè)進(jìn)程之間共享同樣的資源；
• 通知事件：一個(gè)進(jìn)程需要向另一個(gè)或者另一組進(jìn)程發(fā)送消息，通知他們發(fā)生了某種事件。
• 進(jìn)程控制：有些進(jìn)程需要完全控制另一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行，此時(shí)控制進(jìn)程希望能夠攔截另一個(gè)進(jìn)程的所有陷入和異常，并能夠及時(shí)知道它的狀態(tài)改變。

前面說(shuō)了管道是操作系統(tǒng)為進(jìn)程在內(nèi)核中分配的一塊緩沖區(qū)，匿名管道就是指這塊緩沖區(qū)沒(méi)有標(biāo)識(shí)符，因此其他進(jìn)程無(wú)法直接訪問(wèn)匿名管道，只有類(lèi)似父子進(jìn)程這樣的具有親緣關(guān)系的進(jìn)程才能使用匿名管道進(jìn)行通信(原因是子進(jìn)程會(huì)復(fù)制父進(jìn)程的PCB，其中包括這塊信息)。匿名管道的創(chuàng)建使用如下接口：

int?pipe(int?fd[2])

命名管道和匿名管道相反，命名管道是有標(biāo)識(shí)符的一塊緩沖區(qū)，并且這個(gè)標(biāo)識(shí)符一般是一個(gè)可見(jiàn)于文件系統(tǒng)的文件。所以命名管道是一個(gè)特殊類(lèi)型的文件，其他進(jìn)程可以通過(guò)這個(gè)標(biāo)識(shí)符找到這塊緩沖區(qū)，即通過(guò)打開(kāi)同一個(gè)管道文件，訪問(wèn)到同一緩沖區(qū)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。
創(chuàng)建一個(gè)命名管道既可以使用mkfifo filename命令也可以使用接口，函數(shù)接口如下：
int?mkfifo(const?char*?pathname,?mode_t?mode)

• 共享內(nèi)存的操作流程：
  
  1.創(chuàng)建共享內(nèi)存即開(kāi)辟具有標(biāo)識(shí)符的物理內(nèi)存空間；
  2.將共享內(nèi)存映射到各個(gè)進(jìn)程的虛擬地址空間；
  3.直接通過(guò)虛擬地址進(jìn)行對(duì)共享內(nèi)存的操作；
  4.解除映射；
  5.釋放共享內(nèi)存。

int?shmget(key_t?key,?int?size,?int?flag)??//創(chuàng)建一個(gè)共享內(nèi)存

void*?shmat(int?shmid,?void*?addr,?int?flag)?//建立映射

int?shmdt(void*?shmstart)?//解除映射

int?shmctl(int?shmid,?int?cmd,?struct?shmid_ds*?bf)?//操作共享內(nèi)存
//cmd參數(shù)為IC_RMID的時(shí)候是刪除共享內(nèi)存

四、虛擬文件系統(tǒng)

五、網(wǎng)絡(luò)接口