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
- 进程控制
- 输入输出重定向
- 管道通信
- 信号处理
- 多使命处理
- 案例分析
详细知识点详解
- 什么是进程间通信？
- 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。
- 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
- 管道的创建
- 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
- 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
- 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
对学习内容总结的反思
- 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。
- 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。
- 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。
- #include <unistd.h>
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <string.h>
- int main() {
- int pipefd[2];
- char buf[30];
- if (pipe(pipefd) == -1) {
- perror("pipe");
- exit(EXIT_FAILURE);
- }
- pid_t pid = fork();
- if (pid == -1) {
- perror("fork");
- exit(EXIT_FAILURE);
- } else if (pid == 0) { // 子进程
- close(pipefd[1]); // 关闭写端
- read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
- printf("Child received: %s\n", buf);
- close(pipefd[0]);
- exit(EXIT_SUCCESS);
- } else { // 父进程
- close(pipefd[0]); // 关闭读端
- const char* msg = "Hello from parent";
- write(pipefd[1], msg, strlen(msg) + 1);
- close(pipefd[1]);
- wait(NULL); // 等待子进程结束
- }
- return 0;
- }
- 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。
- #include <unistd.h>
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <string.h>
- #include <errno.h>
- int main() {
- int pipefd[2];
- char buf[30];
- if (pipe(pipefd) == -1) {
- perror("pipe");
- exit(EXIT_FAILURE);
- }
- pid_t pid = fork();
- if (pid == -1) {
- perror("fork");
- exit(EXIT_FAILURE);
- } else if (pid == 0) { // 子进程
- close(pipefd[1]); // 关闭写端
- ssize_t bytes_read = read(pipefd[0], buf, sizeof(buf));
- if (bytes_read == -1) {
- perror("read");
- exit(EXIT_FAILURE);
- }
- printf("Child received: %s\n", buf);
- close(pipefd[0]);
- exit(EXIT_SUCCESS);
- } else { // 父进程
- close(pipefd[0]); // 关闭读端
- const char* msg = "Hello from parent";
- ssize_t bytes_written = write(pipefd[1], msg, strlen(msg) + 1);
- if (bytes_written == -1) {
- perror("write");
- exit(EXIT_FAILURE);
- }
- close(pipefd[1]);
- wait(NULL); // 等待子进程结束
- }
- return 0;
- }
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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