Linux进程通信实验：管道、信号、共享内存与消息队列

"本次实验主要涉及Linux编程技术，专注于进程之间的通信机制，包括匿名管道、有名管道、信号、共享内存和消息队列等。实验旨在让学习者掌握这些通信方式的使用，并解决实际问题。实验内容包括：父子进程、兄弟进程间的匿名管道通信，有名管道文件的读写，SIGUSR1信号的发送与处理，不同信号的触发与识别，以及共享内存和消息队列的使用。实验要求使用C语言编程，并熟悉Linux环境。" 在Linux编程中，进程间的通信是至关重要的，因为它允许不同的进程协同工作，交换数据和控制信息。实验3覆盖了多种通信方式： 1. **匿名管道**：这是一种半双工的通信方式，允许父子进程或兄弟进程间的数据传输。例如，父进程创建管道，将数据“hellochild”发送给子进程，子进程接收到数据后回应“hellofather”。管道的使用涉及到`pipe()`函数创建，`fork()`函数创建子进程，以及`read()`和`write()`函数进行数据的读写。 2. **有名管道（命名管道）**：与匿名管道类似，但提供了一种跨进程的持久化通信方式。一个进程写入数据到有名管道文件，其他进程可以打开这个文件进行读取。实验中，写进程连续写入“helloworld”10次，而读进程负责读取并打印。 3. **信号（Signal）**：信号是进程间通信的一种快速机制，用于传递异步事件通知。实验中，进程A发送SIGUSR1信号给进程B，进程B接收到后打印特定信息。这涉及到了`kill()`函数发送信号和`signal()`函数处理信号。 4. **定时器和信号**：通过`setitimer()`函数设置定时器，当定时器超时时，会触发SIGALRM、SIGVTALRM或SIGPROF信号。信号被触发后，需要有相应的信号处理函数来识别和打印信号类型。 5. **高级信号处理（sigqueue和sigaction）**：使用`sigqueue()`函数发送带有附加信息的信号，如整数值20，而`sigaction()`函数可以更精细地控制信号处理，包括接收信号时的回调函数和信号行为。 6. **共享内存**：共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，实现高效的数据交换。实验中，写进程不断将“helloworld”写入共享内存，直到“end”为止，读进程则负责读取并打印共享内存中的内容。 7. **消息队列**：消息队列提供了有序且可控的数据交换，允许进程发送结构化消息。实验要求进程A使用消息队列向其他进程发送消息，接收端根据消息内容进行相应操作。 通过这些实验，学习者将深入理解Linux下进程通信的原理和实践，增强解决问题的能力，为今后的系统级编程打下坚实基础。