进程间通信-信号-pipe-fifo

编译fifo文件夹的程序

运行fifo文件夹的程序

代码说明

1.consumer.c 文件包含一个用来从 FIFO（命名管道）读取数据的 C 程序。以下是它的主要组件和系统调用的分解：

main() 函数:

• 初始化文件描述符（pipe_fd）、返回状态（res）、读取数据的缓冲区以及字节数计数（bytes）的变量。
• 设置 FIFO 以只读模式（O_RDONLY）打开。
• 使用 open() 系统调用以指定的模式和路径打开 FIFO。
• 使用循环从 FIFO 读取数据：
• 使用 read() 系统调用从 pipe_fd 读取数据到 buffer。读取的量存储在 res 中。
• 它持续读取直到没有更多数据（res 变为 0）。
• 在读取完成后使用 close() 系统调用关闭 FIFO。
• 如果打开 FIFO 失败，程序以 EXIT_FAILURE 退出。
• 程序在成功退出前打印进程 ID 和读取的数据量。
• 这个程序作为 IPC（进程间通信）场景中的消费者，通过 FIFO 读取生产者进程发送的数据。使用 FIFO 允许进程之间的同步通信。

2.producer.c 文件是一个用于向 FIFO（命名管道）写入数据的 C 程序。以下是其主要组件和系统调用的分析：

main() 函数:

• 初始化文件描述符（pipe_fd）、返回状态（res）、只写模式（O_WRONLY）、字节数计数（bytes）以及数据缓冲区（buffer）。
• 检查 FIFO 是否存在（使用 access() 函数）。如果不存在，则创建一个新的 FIFO（使用 mkfifo()）。
• 以只写模式打开 FIFO（使用 open() 系统调用）。
• 使用循环向 FIFO 写入数据：
• 使用 write() 系统调用将 buffer 中的数据写入 pipe_fd。写入的量存储在 res 中。
• 循环直到写入的总量达到 10MB。
• 如果写入过程中出现错误（res 等于 -1），则打印错误信息并退出。
• 关闭 FIFO（使用 close() 系统调用）。
• 如果打开 FIFO 失败，程序以 EXIT_FAILURE 退出。
• 程序在成功退出前打印进程 ID。
• 这个程序充当 IPC 场景中的生产者，通过 FIFO 向消费者进程发送数据。通过检查和创建 FIFO，以及循环写入数据，它与消费者进程协调同步通信。 ​

3.testmf.c 文件是一个简单的 C 程序，用于创建 FIFO（命名管道）。以下是其主要组件的分析：

main() 函数:

• 使用 mkfifo() 系统调用创建一个新的 FIFO。FIFO 的路径被设定为 /tmp/myfifo，权限设置为 0777（意味着任何用户都可以读写该 FIFO）。
• mkfifo() 返回的结果存储在变量 res 中。如果 res 为 0，表示 FIFO 创建成功，程序会打印一条消息确认 FIFO 已创建。
• 程序使用 exit(EXIT_SUCCESS) 退出，表明正常终止。
• 这个程序的作用是创建一个命名管道，它允许 producer.c 和 consumer.c 中的进程进行通信。在 IPC 场景中，通常需要一个独立的程序或进程来创建共享的通信资源（如 FIFO），testmf.c 就承担了这个角色

综上，这三个程序共同构成了一个使用 FIFO 进行进程间通信的示例。testmf.c 负责创建 FIFO，producer.c 将数据写入 FIFO，而 consumer.c 则从 FIFO 读取数据。通过这种方式，两个进程可以安全地共享数据。

编译pipe文件夹下的程序

运行pipe文件夹下的程序

pipe文件夹代码说明

1.listargs.c 是一个用于演示命令行参数处理和标准错误输出的简单 C 程序。

功能:

• 打印命令行参数的数量和每个参数的值。
• 向标准错误流（stderr）输出一条消息。

代码结构:

• main 函数接收两个参数：ac（参数个数）和 av（参数值数组）。
• 使用 printf 输出参数个数（ac）和每个参数的值（通过遍历 av 数组）。
• 使用 fprintf 将消息发送到标准错误流（stderr）。

2.分析 pipe.c

pipe.c 是一个演示如何在 C 程序中创建管道和进程分叉（forking）的程序。

功能:

• 创建一个管道，然后创建一个子进程。
• 子进程和父进程使用这个管道进行通信。
• 父进程执行命令行中的第二个参数作为程序，子进程执行第一个参数作为程序。

代码结构:

• 检查命令行参数的个数，如果不是 3（程序名和两个命令），则显示用法信息并退出。
• 使用 pipe() 创建一个管道。
• 使用 fork() 创建一个子进程。
• 在父进程（pid > 0）中：
• 关闭管道的写端。
• 使用 dup2() 将标准输入重定向到管道的读端。
• 执行 av[2] 指定的程序。
• 在子进程（pid == 0）中：
• 关闭管道的读端。
• 使用 dup2() 将标准输出重定向到管道的写端。
• 执行 av[1] 指定的程序。
• 如果任何步骤失败，使用 oops() 函数打印错误信息并退出。

3.分析 pipedemo.c

pipedemo.c 是一个展示如何在 C 程序中使用管道进行数据读写的程序。

功能:

• 创建一个管道，然后在一个循环中使用这个管道来读写数据。
• 从标准输入（stdin）读取数据，写入管道的写端。
• 从管道的读端读取数据，然后写入标准输出（stdout）。

代码结构:

• 使用 pipe() 创建一个管道。
• 在一个循环中：
• 使用 fgets() 从标准输入读取数据到 buf。
• 使用 write() 将 buf 中的数据写入管道的写端。
• 将 buf 中的所有字符替换为 'X'。
• 使用 read() 从管道的读端读取数据回到 buf。
• 将读取到的数据写入标准输出。
• 如果任何读写操作失败，打印错误信息并跳出循环。

3.分析 pipedemo2.c

pipedemo2.c 是一个演示如何在 C 程序中使用管道进行父子进程通信的程序。

功能:

• 创建一个管道，并通过 fork() 创建一个子进程。
• 子进程定期向管道写入一条消息。
• 父进程定期从管道读取消息并将其写入标准输出。

代码结构:

• 使用 pipe() 创建一个管道。
• 使用 fork() 分叉进程：
• 在子进程（fork() 返回 0）中：
• 无限循环，定期向管道写入 CHILD_MESS（“I want a cookie\n”）。
• 使用 sleep(5) 暂停 5 秒。
• 在父进程（fork() 返回子进程的 PID）中：
• 无限循环，定期向管道写入 PAR_MESS（“testing..\n”）。
• 使用 sleep(1) 暂停 1 秒。
• 从管道读取数据，并将其写入标准输出。
• 如果任何读写操作失败，使用 oops() 函数打印错误信息并退出。

4.分析 stdinredir1.c

stdinredir1.c 是一个演示如何在 C 程序中重定向标准输入（stdin）的程序。

功能:

• 读取并打印来自标准输入的三行文本。
• 关闭当前的标准输入流（文件描述符 0）。
• 打开 /etc/passwd 文件，并将其文件描述符重定向到标准输入。
• 再次读取并打印三行文本，这次是从 /etc/passwd 文件中读取。

代码结构:

• 使用 fgets() 三次从标准输入读取文本行并打印。
• 使用 close(0) 关闭当前的标准输入。
• 使用 open("/etc/passwd", O_RDONLY) 打开 /etc/passwd 文件，并确保它的文件描述符为 0（即标准输入）。
• 如果文件描述符不是 0，则打印错误信息并退出。
• 再次使用 fgets() 三次从新的标准输入（现在是 /etc/passwd 文件）读取文本行并打印。

5.分析 testtty.c

testtty.c 是一个非常简单的 C 程序，用于演示向标准输入（通常是终端）写入数据。

功能:

• 向文件描述符 0（通常是标准输入）写入字符串 "abcde\n"。

代码结构:

• 定义一个字符串 buf，内容为 "abcde\n"。
• 使用 write() 函数向文件描述符 0 写入 buf 中的内容。

编译signal文件夹下的程序

运行signal文件夹下的程序

对上述代码进行解释

第一个文件 sigactdemo.c 包含了一个简单的信号处理示例程序。

• 引入头文件：程序包括标准输入输出库 stdio.h、Unix标准函数库 unistd.h 和信号处理库 signal.h。
• 定义常量：INPUTLEN 被定义为100，可能用于定义输入缓冲区的大小。
• 信号处理函数：定义了一个名为 inthandler 的函数，该函数接受一个整数参数（通常是信号编号），打印接收到的信号，然后休眠一段时间，最后再次打印。
• 主函数 (main):
• 初始化 sigaction 结构体 newhandler，用于指定信号处理行为。
• 设置 newhandler 的处理函数为 inthandler。
• 设置 newhandler 的标志，包括 SA_RESTART（重新启动被信号打断的系统调用）、SA_NODEFER（在处理当前信号时不阻塞当前信号）、SA_RESETHAND（处理完信号后重置信号处理器为默认）。
• 初始化一个信号集 blocked，并将 SIGQUIT 信号加入到这个集合中。这个集合被设置为 newhandler 的信号掩码，意味着在处理 SIGINT 信号时，SIGQUIT 信号会被阻塞。
• 调用 sigaction 函数将 SIGINT（通常是通过Ctrl+C产生）的处理方式设置为 newhandler。
• 程序进入一个无限循环，不断地读取输入并打印。
• 这个程序演示了如何使用 sigaction 结构体和相关函数来处理信号。当用户按下 Ctrl+C 时，会触发 SIGINT 信号，程序会调用 inthandler 函数来处理该信号。在处理信号的过程中，SIGQUIT 信号会被阻塞。

第二个文件 sigactdemo2.c 包含了一个使用信号来实现睡眠功能的程序。程序的主要内容如下：

• 引入头文件：程序包括 Unix 标准函数库 unistd.h、信号处理库 signal.h 和标准输入输出库 stdio.h。
• 信号处理函数：定义了一个名为 sig_alrm 的函数，这个函数没有实际操作（空函数体），用于捕获 SIGALRM 信号。
• 自定义的睡眠函数 (mysleep):
• 接受一个表示秒数的参数 nsecs。
• 定义和设置一个 sigaction 结构体 newact，用于指定 SIGALRM 信号的处理行为（在这里是 sig_alrm 函数）。
• 调用 alarm 函数来设置一个定时器，当定时器到达指定的秒数时，会发送 SIGALRM 信号。
• 调用 pause 函数使进程暂停，直到捕获到一个信号。
• 当 SIGALRM 被捕获后，pause 返回，mysleep 函数再次调用 alarm 函数以获取剩余的睡眠时间。
• 最后，将 SIGALRM 的处理方式恢复为原始状态，并返回未睡足的时间。
• 主函数 (main):
• 使用无限循环，每两秒打印一次信息，演示 mysleep 函数的使用。
• 这个程序展示了如何结合信号处理和 alarm 函数实现一个简单的睡眠机制。当 alarm 计时器触发 SIGALRM 信号时，由于 sig_alrm 函数不执行任何操作，所以程序继续执行，从 pause 返回。

第三个文件 sigdemo1.c 包含了一个基本的信号处理示例程序。这个程序的主要内容包括：

• 引入头文件：程序包括标准输入输出库 stdio.h 和信号处理库 signal.h。
• 信号处理函数：定义了一个名为 f 的函数，该函数接受一个信号编号参数，并在被调用时打印 "OUCH!"。
• 主函数 (main):
• 使用 signal 函数将 SIGINT 信号（通常由 Ctrl+C 触发）的处理方式设置为 f 函数。
• 进入一个循环，循环五次，每次循环打印 "hello" 并休眠两秒。
• 这个程序是对信号处理的一个非常基础的演示。当用户在程序运行时按下 Ctrl+C，SIGINT 信号被触发，程序调用 f 函数来处理这个信号，从而打印 "OUCH!"。。 ​

第四个文件 sigdemo2.c 展示了如何忽略一个信号。这个程序的主要内容如下：

• 引入头文件：程序包括标准输入输出库 stdio.h 和信号处理库 signal.h。
• 主函数 (main):
• 使用 signal 函数将 SIGINT 信号（通常由 Ctrl+C 触发）的处理方式设置为 SIG_IGN，意味着程序将忽略这个信号。
• 打印 "you can't stop me!"，然后进入一个无限循环。
• 在循环中，每秒休眠一次，并打印 "haha"。
• 这个程序通过将 SIGINT 信号的处理方式设置为 SIG_IGN，展示了如何使程序对 Ctrl+C 忽视不理。由于这种设置，当用户尝试使用 Ctrl+C 中断程序时，程序将不会响应，而是继续运行并每秒打印 "haha"。

第五个文件 sigdemo3.c 展示了如何处理多种信号。这个程序的主要内容包括：

• 引入头文件：程序包括标准输入输出库 stdio.h、字符串处理库 string.h、信号处理库 signal.h 和 Unix 标准函数库 unistd.h。
• 定义常量：INPUTLEN 被定义为100，用于定义输入缓冲区的大小。
• 信号处理函数：定义了两个处理函数 inthandler 和 quithandler，这两个函数在接收到信号时打印信息，休眠一段时间，然后再次打印。
• 主函数 (main):
• 使用 signal 函数分别将 SIGINT（通常由 Ctrl+C 触发）和 SIGQUIT（通常由 Ctrl+\ 触发）的处理方式设置为 inthandler 和 quithandler。
• 进入一个循环，提示用户输入消息，并使用 read 函数读取输入。
• 如果读取到的字符数为 -1，则打印错误信息；否则打印用户输入的内容。
• 当用户输入的内容以 "quit" 开头时，程序退出循环并结束。
• 这个程序演示了如何为不同的信号设置不同的处理函数。用户在程序运行时可以通过发送特定的信号（如 Ctrl+C 或 Ctrl+\）来触发相应的处理函数。同时，它还提供了一个简单的用户交互方式，允许用户通过输入来控制程序流程。