目录
1.进程间通信介绍
1.1.简要介绍
1.2.进程间通信的目的
1.3.进程间通信的本质
2.管道
2.1.管道的通信原理
2.2.匿名管道
2.3.命名管道
2.4.基于匿名管道的进程池demo
2.4.1.进程池的相关引入
2.4.2.整体框架的分析
2.4.3.代码的实现
进程间通信（Inter-Process Communication，简称IPC）是指在不同进程之间传播或交换信息
我们知道：进程之间是独立的，所以进程之间的进程间通信一定不是两个进程直接通信的，为了保证进程间的独立性和实现进程间通信，操作系统就设计了若干种进程间通信方式，来实现多进程之间的协同工作。
- 数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程
- 资源共享：多个进程之间共享同样的资源。
- 通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止 时要通知父进程）。
- 进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另 一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。
进程间通信就是不同的进程通过 操作系统 这一个中间媒介，结合设计好的通信方式来进行通信的，本质上就是实现不同的进程能够访问到同一份资源，并从资源上获取信息。
- 比如存在进程A、B，其中A进程写入数据进入缓冲区，而B进程从这一块缓冲区中读取内容，这时A、B并没有之间接触，而是从中间商“缓冲区”处使得B进程获取信息。
- 同理，A、B进程可以从某一块缓冲区中读取数据。
管道是一种基于文件系统的进程间通信方式，管道文件允许访问它的进程，通过它来对一块缓冲区的数据进行访问，通过进程对这一块缓冲区进行读写，来实现进程间数据的交换。
生活中，我们见到的管道，当有流形成时，这个管道在某一个时刻或者时间段都是只允许单向流通的，比如水管中水的流动一般都是单向的，我们也没有见过管道发挥功能时，先向左流再从右往左流吧……
进程间的管道通信也是如此，一般来说：管道这种通信方式是单向流动的
因为进程具有独立性，所以进程是不能够直接进行通信的，比如A，B进行通信，只允许进行A--中间渠道--B或者B--中间渠道--A ，所以管道的通信原理就是作为中间渠道，在操作系统中，系统实现管道的功能是通过加载进内存的文件缓冲区实现的，并没有实际对管道文件进行操作，而是通过A/B往缓冲区读/写内容，然后B/A进行读/写……
另外管道的通信具有以下4种情形（规定）和三种特性：
四种情形：
- 正常情况下，如果管道中没有数据，也就是写端当前没有写入时，读端必须等待，直到写端提供数据。（这里体现了管道通信具有同步性，稍微埋个伏笔）
- 如果管道中的数据写满时，如果需要继续写入，写端必须等待，直到读端读取完数据，写端才可以继续写入。
- 写端关闭时，读端直接接收到read()函数的返回值为0，表示读取结束，读到文件结尾。
- 读端关闭时，写端不会直接关闭，如果写端仍不断写入，操作系统会介入杀掉写端进程。
三种特性：
- 管道是单向通信的，是一种半双工通信
- 管道是面向字节流的，也就是对应C++IO流中的字符流，管道可以是整型流、字符流
- 管道的生命周期是伴随进程的，因为管道通信的本质就是通过文件系统在内存中开辟一块缓冲区，来间接实现进程间通信的
基于4种情形和三种特性，操作系统实现了两种管道通信方式：匿名管道和命名管道，前者只能用于具有血缘关系的进程，后者能用于所有进程……
C语言提供创建匿名管道的函数方法：
接下来我们通过匿名管道的测试来探究一下其原理：
通过这段代码的测试，我们发现除了0（stdin），1（stdout），2（stderr），我们在创造一个匿名管道时，会占用两个文件fd，在实际应用时，这两个文件分别负责读写功能，为什么需要这样设计呢？
首先我们要知道匿名管道只有拥有血缘关系的进程才可以使用的！！！
我们先从最简单的管道通信----父子进程通信出发：
如图这就是：匿名管道通信的原理，通过管道函数，在进程中开辟两个文件来实现读写功能，再通过进程的拷贝，实现对同一个文件的读写，最终各自释放一个读/写端，实现单向通信。
下面是一个父子进程的匿名管道通信样例：
在这段代码demo中我们只实现了由子进程向缓冲区进行写功能，父进程向缓冲区进行读功能，那么我们能不能够实现双向通信呢？
答案是可以的，但是我们又要保证一个管道的流向是单向的，注意这里我们用的是“一个”，所以我们可以通过pipe函数再次创建一个管道文件，然后把子进程的写端关闭，父进程的读端关闭，再进行链接。即通过这个demo，加上逻辑相反的代码就可以实现了
我们在匿名管道的学习中，了解到它的可行性是通过具有血缘关系的进程会拷贝同一个file_struct结构体的指针，来实现读写文件指向同一块区域的。但是对于不具有血缘关系，也就是完全不相干的两个进程我们该如何通信呢？
这时我们可以通过命名管道，创建FIFO文件来实现在不相关的进程之间进行通信……
一般来说我们使用命名管道，首先先创建命名管道，然后两个不同的进程再通过系统调用接口通过不同的打开方式（读/写）来打开这个管道文件。
下面我们用两个进程的交互来演示一下：
进程一：
在这段代码中：
- 我们先创建了命名管道，接着通过只读方式打开文件
- 在死循环中，我们不断的读取打开文件返回的文件fd的内容，当r_read = 0时表示读端关闭，r_read > 0 时正常读取
- 读取后加载进我们设定好的buffer中，然后再打印出来
进程二：
这段代码中：
- 我们在上一个进程中调用创建好的管道文件，获得相同的文件fd，这里因为我们默认创建两个进程都在当前目录下，这里的本质就是最终找到fifo这个文件
- 我们往fifo形成的缓冲区中写入数据，当我们完成写入时，对应的上一个进程就会打印相同的内容
XShell中的现象：
这样我们就实现了两个互不相干的进程间的通信了……
2.4.1.进程池的相关引入
进程池是一种常见的多进程编程技术，用于优化资源使用和提高性能。它可以在程序启动时预先创建一定数量的进程，并将这些进程保存在池中以备后续使用。当有任务需要处理时，程序会从进程池中取出一个空闲的进程来处理任务，任务处理完毕后，该进程会被放回进程池中，等待下一个任务的到来。
如图我们通过父进程，创建五个子进程，在子进程创建的同时我们创建管道文件，进行父进程和子进程通过匿名管道的通信
当我们抽象出这一个模型图后，我们开始着手开辟5个管道和实现这个进程池……
这段代码，我们循环5次，创建管道，并链接父子进程，但是这一段代码实际上在进行循环时会出现bug，具体如图：
按照这个思路：最终我们发现在创造了5个子进程之后，最后一个子进程对应的file_struct会继承4个父进程的写端！！！这个bug虽然不影响我们的通信，但是会影响我们后续对写端的回收，终止这个进程池，这在我们后面的代码模块有具体讲解！！！
2.4.2.整体框架的分析
在上面部分内容，我们完成了进程池的创建，接下来就是代码对进程池逻辑的实现了，首先进程池通过父进程来管理5个子进程，当获取到任务时，首先通过父进程接收然后分配给子进程。接着子进程各自处理自己分配到的任务，任务完成后继续接收新的任务。
结合我们通过匿名管道来实现，我们初步设计成父进程作为写端通过匿名管道传输任务给子进程，然后子进程通过读端读取任务来进行任务的调用。那么我们就将整个框架设计为：
进程的创建 --- >管道的搭建--->管道间进程通信的管理--->任务内容的创建--->任务的发布--->子进程进行任务的处理--->资源释放
2.4.3.代码的实现
这一部分主要是代码的实现，因为篇幅过长并且代码中注释较为详细，我们通过2.4.2.这个篇章在结合代码内容就能大概理解这个demo
work.h
main.cc：
到此这篇进程控制块包含哪些信息设备（进程控制块包含的主要信息有哪些）的文章就介绍到这了,更多相关内容请继续浏览下面的相关推荐文章，希望大家都能在编程的领域有一番成就！版权声明：
本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如若内容造成侵权、违法违规、事实不符，请将相关资料发送至xkadmin@xkablog.com进行投诉反馈，一经查实，立即处理！
转载请注明出处，原文链接：https://www.xkablog.com/bcyy/18396.html