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标题: 第十周预习陈诉 [打印本页]

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作者: 玛卡巴卡的卡巴卡玛    时间: 2024-11-18 07:10
标题: 第十周预习陈诉
第十周预习陈诉

学习内容

HeadFirstC第10章

章节概述

第10章主要先容进程间通信的概念和技术，旨在教会读者怎样控制运行中的进程、发送数据给其他进程、接收来自其他进程的数据，从而提高代码的功能性和灵活性。章节将详细先容各种进程间通信的方法及其应用场景。
重点内容

• 进程间通信的紧张性
  
  
  
  • 进程间的协作与同步
    
  • 数据共享与传递
    
  
  
• 进程控制
  
  
  
  • 控制子进程的实行
    
  • 利用信号控制进程
    
  
  
• 输入输出重定向
  
  
  
  • 标准输入输出流的重定向
    
  • 文件描述符的操作
    
  
  
• 管道通信
  
  
  
  • 管道的创建与利用
    
  • 父子进程之间的数据交换
    
  
  
• 信号处理
  
  
  
  • 信号的界说与类型
    
  • 处理信号的方式
    
  
  
• 多使命处理
  
  
  
  • 并发与并行的区别
    
  • 多线程与多进程的应用场景
    
  
  
• 案例分析
  
  
  
  • 开启欣赏器窗口显示网页
    
  • 利用信号处理非常情况
    
  
  

详细知识点详解

• 进程间通信的基础概念
  

• 什么是进程间通信？
  
  
  
  • 进程间通信是指不同进程之间相互交流信息的过程。
    
  
  
• 为什么必要进程间通信？
  
  
  
  • 不同进程可以独立运行，但为了协同工作，必要一种机制来共享数据和状态。
    
  
  

• 输入输出重定向
  

• 标准输入输出流
  
  
  
  • 标准输入(stdin)，标准输出(stdout)，标准错误(stderr)
    
  
  
• 重定向操作
  
  
  
  • 利用文件描述符举行重定向
    
  • 例如：<, >, >>用于重定向输入输出到文件
    
  
  

• 管道通信
  

• 管道的创建
  
  
  
  • 利用pipe()系统调用来创建一个管道
    
  
  
• 父子进程通信
  
  
  
  • 父进程向管道的一端写入数据
    
  • 子进程从另一端读取数据
    
  
  

• 信号处理
  

• 信号的种类
  
  
  
  • 如SIGINT, SIGTERM, SIGKILL等
    
  
  
• 信号处理函数
  
  
  
  • 注册信号处理器signal()
    
  • 处理特定信号的举动
    
  
  

• 多使命处理
  

• 并发与并行
  
  
  
  • 并发指多个使命同时开始，但不肯定同时竣事
    
  • 并行指多个使命同时开始并且同时竣事
    
  
  
• 多线程与多进程
  
  
  
  • 多线程在同一进程中创建多个线程
    
  • 多进程创建多个独立的进程
    
  
  

• 案例分析
  

• 打开欣赏器窗口
  
  
  
  • 利用fork()创建子进程
    
  • 子进程调用execve()实行欣赏器下令
    
  
  
• 信号处理实例
  
  
  
  • 当收到特定信号时，实行相应的动作
    
  
  

对学习内容总结的反思

• 进程间通信的基础概念
  

• 虽然提到了进程间通信的界说和紧张性，但可以进一步详细表明不同类型的进程间通信（如管道、消息队列、共享内存等），以及它们各自的特点和适用场景。
  

• 输入输出重定向
  

• 可以增长详细的代码示例，展示怎样利用文件描述符举行重定向操作。
  

• 信号处理
  

• 可以列出更多的信号类型及其含义，提供一些信号处理的最佳实践，例如怎样避免信号处理函数中的竞态条件、怎样确保信号处理函数的原子性等。
  

头脑导图

     基于 AI 的学习

• 至少找到本身明白不是太好的2个概念，让AI对本身举行苏格拉底提问
  

学习内容

知识点1：进程间通信

问答

AI: 你能表明一下进程间通信（IPC）的主要目的吗？
我: 进程间通信的主要目的是允许不同进程之间共享数据和协调运动，从而实现更复杂的系统功能。
AI: 很好！那么，进程间通信有哪些常见的方法？
我: 常见的进程间通信方法包括管道、信号、消息队列、共享内存、套接字等。
AI: 非常好！那么，每种方法的适用场景是什么？
我:

• 管道：适用于父子进程之间的简单通信，单向通信。
  
• 信号：用于进程间的简单通知，如停止信号。
  
• 消息队列：适用于进程间传递较复杂的消息，支持多进程读写。
  
• 共享内存：适用于大量数据的快速共享，但必要额外的同步机制。
  
• 套接字：适用于网络通信，支持跨主机的进程间通信。
  

AI: 你的回答很全面。总结一下：

• 进程间通信的主要目的是允许不同进程之间共享数据和协调运动，从而实现更复杂的系统功能。
  
• 常见的进程间通信方法包括管道、信号、消息队列、共享内存、套接字等。
  
• 每种方法的适用场景：
  
  
  
  • 管道：适用于父子进程之间的简单通信，单向通信。
    
  • 信号：用于进程间的简单通知，如停止信号。
    
  • 消息队列：适用于进程间传递较复杂的消息，支持多进程读写。
    
  • 共享内存：适用于大量数据的快速共享，但必要额外的同步机制。
    
  • 套接字：适用于网络通信，支持跨主机的进程间通信。
    
  
  

知识点2：管道通信

问答

AI: 你能扼要说明一下管道通信的根本步骤吗？
我: 管道通信的根本步骤通常包括：创建管道、创建子进程、关闭不必要的管道端、父进程和子进程通过管道举行数据交换、关闭管道。
AI: 很好！那么，创建管道时必要留意什么呢？
我: 创建管道时必要留意调用pipe()函数，并查抄返回值以确保管道乐成创建。
AI: 非常好！那么，关闭不必要的管道端有什么作用？
我: 关闭不必要的管道端可以防止数据泄露和资源浪费，同时确保数据只能从一端写入，从另一端读取。
AI: 非常好！那么，父进程和子进程怎样通过管道举行数据交换？
我: 父进程通常通过管道的写端写入数据，子进程通过管道的读端读取数据。反之亦然，子进程也可以写入数据，父进程读取数据。
AI: 你的回答很全面。总结一下：

• 管道通信的根本步骤通常包括：创建管道、创建子进程、关闭不必要的管道端、父进程和子进程通过管道举行数据交换、关闭管道。
  
• 创建管道时必要留意调用pipe()函数，并查抄返回值以确保管道乐成创建。
  
• 关闭不必要的管道端可以防止数据泄露和资源浪费，同时确保数据只能从一端写入，从另一端读取。
  
• 父进程通常通过管道的写端写入数据，子进程通过管道的读端读取数据。反之亦然，子进程也可以写入数据，父进程读取数据。
  

学习实践过程遇到的问题与办理方式

• 问题1：怎样在C语言中创建和利用管道？
  
• 办理方式：利用pipe()函数创建管道，然后通过read()和write()函数举行数据交互。
  
  1. #include <unistd.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <string.h>
  6. int main() {
  7.     int pipefd[2];
  8.     char buf[30];
  10.     if (pipe(pipefd) == -1) {
  11.         perror("pipe");
  12.         exit(EXIT_FAILURE);
  13.     }
  14.     pid_t pid = fork();
  16.     if (pid == -1) {
  17.         perror("fork");
  18.         exit(EXIT_FAILURE);
  19.     } else if (pid == 0) {  // 子进程
  20.         close(pipefd[1]);   // 关闭写端
  21.         read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
  22.         printf("Child received: %s\n", buf);
  23.         close(pipefd[0]);
  24.         exit(EXIT_SUCCESS);
  25.     } else {  // 父进程
  26.         close(pipefd[0]);   // 关闭读端
  27.         const char* msg = "Hello from parent";
  28.         write(pipefd[1], msg, strlen(msg) + 1);
  29.         close(pipefd[1]);
  30.         wait(NULL);  // 等待子进程结束
  31.     }
  33.     return 0;
  34. }

  复制代码
• 问题2：如那边理管道通信中的错误？
  
• 办理方式：利用signal()函数注册信号处理器，当特定信号发生时，该函数会被调用。
  
  1. #include <unistd.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <errno.h>
  7. int main() {
  8.     int pipefd[2];
  9.     char buf[30];
  11.     if (pipe(pipefd) == -1) {
  12.         perror("pipe");
  13.         exit(EXIT_FAILURE);
  14.     }
  16.     pid_t pid = fork();
  18.     if (pid == -1) {
  19.         perror("fork");
  20.         exit(EXIT_FAILURE);
  21.     } else if (pid == 0) {  // 子进程
  22.         close(pipefd[1]);   // 关闭写端
  23.         ssize_t bytes_read = read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
  24.         if (bytes_read == -1) {
  25.             perror("read");
  26.             exit(EXIT_FAILURE);
  27.         }
  28.         printf("Child received: %s\n", buf);
  29.         close(pipefd[0]);
  30.         exit(EXIT_SUCCESS);
  31.     } else {  // 父进程
  32.         close(pipefd[0]);   // 关闭读端
  33.         const char* msg = "Hello from parent";
  34.         ssize_t bytes_written = write(pipefd[1], msg, strlen(msg) + 1);
  35.         if (bytes_written == -1) {
  36.             perror("write");
  37.             exit(EXIT_FAILURE);
  38.         }
  39.         close(pipefd[1]);
  40.         wait(NULL);  // 等待子进程结束
  41.     }
  43.     return 0;
  44. }

  复制代码

总结

经过第十章的学习，我对进程间通信有了更深刻的明白，特别是掌握了管道通信的根本原理和实现方法。这为我以后在编写多进程应用程序时提供了紧张的技术支持。希望在后续的学习中，能够进一步探索其他进程间通信技术的实际应用。
参考资料

• 通义千问
  
• HeadFirstC嗨翻C语言
  
• Linux Programming Interface
  
• Inter-Process Communication (IPC) in Linux
  

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