Unix Network Programming 2

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卷二对Unix各种进程间通信（IPC）方法做了介绍。

IPC方法主要有（这里只列出POSIX IPC）：

  1. 管道&FIFO(有名管道)
  2. 消息队列
  3. 锁与条件变量
  4. 信号量
  5. 共享内存

其中POSIX消息队列实际运用很少，就不在这里讲解了。

IPC的持续性

将IPC的持续性分为3种：

  1. 随进程，如管道、非共享内存区互斥锁和条件变量
  2. 随内核，如有名信号量、共享内存
  3. 随文件

管道&FIFO

管道适合进程进行少量数据的传递。

使用pipe函数创建管道，然后使用fork复制进程，子进程/父进程关闭读/写管道，最后使用write/read进行数据读写。

FIFO是有名管道，可用于无亲缘关系的进程之间进行通信。

如果write大小小雨PIPE_BUF，则write操作具有原子性。

锁和条件变量

锁用来控制临界区访问，而条件变量用于等待条件。

条件变量在获取锁后，使用pthread_cond_wait会释放锁并等待条件满足时被唤醒。

为了防止虚假唤醒，条件变量被唤醒时需要监测条件是否满足

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while (!is_condition_satisfied) {
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}

线程取消带来的死锁问题

pthread_cond_wait是线程取消点（cancellation point）。在阻塞在pthread_cond_wait时线程被取消将导致该线程重新获得锁，必须使用线程清理程序pthread_cleanup_push，pthread_cleanuppop将锁释放掉。

信号量

锁可以看作只有0/1的信号量，信号量可以存储一个整形的状态值，可以在多个进程间共享。

共享内存

共享内存是最快的IPC方式。主要函数：

  1. mmap，映射文件到进程地址空间。可以使用ANON属性避免文件创建。
  2. munmap, msync
  3. POSIX共享内存区函数，shm_open等