企业官网建设流程全解析

前面我学习了管道（无名管道、有名管道）这种进程通信方式。今天继续学习两种非常重要的 IPC 机制：信号（Signal）和System V 共享内存。 信号是异步通知机制，用来给进程发送事件通知；共享内存是所有 IPC 里速度最快的通信方式，适合大批量数据传输。

一、信号 Signal

1.信号基础概念

信号是 Linux 系统的一种异步通信方式，内核用来通知进程发生了某个事件。进程收到信号之后，可以选择：

1. 默认处理（SIG_DFL）
2. 忽略信号（SIG_IGN）
3. 自定义捕获信号，执行我们自己写的回调函数

重点考点：SIGKILL(9)和SIGSTOP(19)无法被捕获、无法阻塞、无法忽略，只能执行系统默认行为！

2. 常见信号一览

3. 信号相关 API

1. kill () —— 给指定进程发送信号

int kill(pid_t pid, int sig);

• 功能：向 pid 对应的进程发送编号为 sig 的信号
• 参数：
  • pid：接收信号的进程 PID
  • sig：信号编号（kill -l可以查看所有信号）
• 返回值：成功返回 0，失败返回 - 1

2. signal () —— 信号捕获、注册信号处理函数

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

handler 支持三种写法：

• SIG_DFL：使用系统默认处理方式
• SIG_IGN：忽略这个信号
• 自定义函数指针：收到信号后执行自定义回调函数

函数原型原始写法：void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);可读性差，所以系统封装了sighandler_t类型简化书写。

4. 信号简单示例（捕获 SIGINT）

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <signal.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> void myhandle(int num) { printf("ctrl c 被按下"); } int main(int argc, char **argv) { signal(SIGINT, myhandle); while (1) { printf("i am working pid: %d\n", getpid()); sleep(1); } return 0; }

注意：这个程序按 Ctrl+C 不会直接退出，因为我们捕获了 SIGINT；但是如果发送kill -9 pid，程序会直接被杀掉，SIGKILL 不能捕获。

二、System V 共享内存（Share Memory）

1. 共享内存是什么？

System V 共享内存是 UNIX/Linux 提供的进程间通信方式，也是速度最快的 IPC。 原理：在内核开辟一块内存区域，多个进程把这块内存映射到自己的虚拟地址空间，多个进程直接读写同一块内存，不需要内核拷贝数据。

2. 整体流程

生成key ==> 申请共享内存对象 ==> 映射到本地地址 ==> 读写数据 ==> 撤销映射 ==> 删除共享内存对象

3. 和管道的对比

重点：共享内存没有自带同步，一定要自己加同步保护（信号、信号量），否则会出现竞态条件！

4.全套 API 详解

1. ftok () —— 生成唯一 key

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

• 功能：根据文件路径 + 项目 id，生成唯一的 IPC 键值 key
• 参数：
  • pathname：一个存在的文件路径（文件不要删除）
  • proj_id：自定义整数，一般用单个 ASCII 字符
• 返回值：成功返回唯一 key，失败 - 1

2. shmget () —— 申请共享内存

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

• 功能：用 key 向内核申请一块共享内存，返回 shmid
• 参数：
  • key：ftok 生成的键值
  • size：共享内存大小，一般 4K 对齐
  • shmflg：权限标志，IPC_CREAT创建；IPC_CREAT|IPC_EXCL检测是否已经存在
• 返回值：成功返回 shmid，失败 - 1

3. shmat () —— 映射共享内存到本地地址

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

• 功能：把内核的共享内存映射到当前进程的虚拟地址
• 参数：
  • shmid：shmget 返回的 id
  • shmaddr：填 NULL，让系统自动分配地址
  • shmflg：0 = 读写；SHM_RDONLY只读
• 返回值：成功返回映射后的地址，失败返回(void *)-1

映射之后，就可以像普通内存一样读写，memcpy、strcpy都可以用

4. shmdt () —— 撤销映射

int shmdt(const void *shmaddr);

• 功能：断开当前进程和共享内存的映射关系
• 参数：shmat 返回的映射地址
• 返回值：成功 0，失败 - 1

⚠️ 撤销映射 ≠ 删除共享内存，只是当前进程不再访问这块内存！

5. shmctl () —— 控制共享内存（删除）

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

• 功能：修改属性、删除共享内存
• 参数：
  • shmid：共享内存 id
  • cmd = IPC_RMID：删除共享内存对象
  • buf：填 NULL，只做删除
• 返回值：成功 0，失败 - 1

5. 配套命令行工具

#查看所有SystemV IPC：共享内存、消息队列、信号量 ipcs -a #删除指定共享内存 ipcrm -m shmid

6. 共享内存读写示例

写端（shm_write.c）

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <signal.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char **argv) { //申请ｋｅｙ值 key_t key = ftok("./", 100); if (-1 == key) { perror("ftok"); return 1; } printf("key is 0x%x\n", key); //申请内存 int shmid = shmget(key, 4096, IPC_CREAT | 0666); if (-1 == shmid) { perror("shmget"); return 1; } //内存映射到用户空间 void *p = shmat(shmid, NULL, !SHM_RDONLY); if ((void*)-1 == p) { perror("shmat"); return 1; } //内存写入 char buf[50] = "hello"; memcpy(p, buf, strlen(buf)); //解除映射 shmdt(p); return 0; }

读端（shm_read.c）

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <signal.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char **argv) { //申请ｋｅｙ值 key_t key = ftok("./", 100); if (-1 == key) { perror("ftok"); return 1; } printf("key is 0x%x\n", key); //申请内存 int shmid = shmget(key, 4096, IPC_CREAT | 0666); if (-1 == shmid) { perror("shmget"); return 1; } //内存映射到用户空间 void *p = shmat(shmid, NULL, !SHM_RDONLY); if ((void*)-1 == p) { perror("shmat"); return 1; } //内存读出 printf("mem:%s\n", (char*)p); //解除映射 shmdt(p); return 0; }

三、总结

1. 信号：异步事件通知，SIGKILL、SIGSTOP不可捕获，kill发信号、signal注册捕获函数；
2. 共享内存：最快 IPC，流程：ftok -> shmget -> shmat -> 读写 -> shmdt -> shmctl IPC_RMID；
3. 共享内存没有同步机制，工程里一般搭配信号或者信号量，解决多进程同时读写的冲突；
4. 命令行ipcs/ipcrm用来调试 SystemV 共享内存。