一、信号通信
信号是 Linux/Unix 中用于异步通知 进程的机制，可处理随机事件（如用户按下Ctrl+C、进程出错等）。
1. 信号的核心工作流程
- 信号产生：由随机事件触发（如用户操作、系统调用、硬件异常）。
- 信号传递：Linux 内核接收信号请求，在进程控制块（PCB）中根据 PID 找到目标进程。
- 信号处理 ：目标进程暂停原有工作流程，执行 PCB 中信号对应下标的处理函数（如信号 2 对应
handle2）。 - 恢复执行：信号处理函数执行完毕后，进程回到原有代码继续运行。
2. 核心函数接口
（1）发送信号：kill
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
int kill(pid_t pid, int sig);- 功能 ：向指定 PID 的进程发送编号为
sig的信号。 - 参数 ：
pid：目标进程的 PID（特殊值：pid>0指定进程；pid=0同组进程；pid=-1所有有权限的进程；pid<-1组 ID 为|pid|的进程）。sig：信号编号（可通过kill -l查看所有信号，如SIGINT=2、SIGKILL=9）。
- 返回值 ：成功返回 0，失败返回 - 1（设置
errno）。
（2）捕获 / 自定义信号处理：signal
#include <signal.h>
// 函数原型（简化版：sighandler_t为函数指针类型）
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);- 功能 ：为编号
signum的信号设置处理函数。 - 参数 ：
signum：要处理的信号编号。handler：信号处理方式，可选：SIG_DFL：使用默认处理 （如SIGINT默认终止进程）。SIG_IGN：忽略信号 （如忽略SIGINT则Ctrl+C无效）。- 自定义函数指针：执行用户自定义的处理逻辑（函数参数为信号编号）。
- 返回值 ：成功返回之前的信号处理函数指针，失败返回
SIG_ERR（设置errno）。
3. 常用信号
| 信号编号 | 信号名 | 触发场景 | 默认处理 |
|---|---|---|---|
| 2 | SIGINT |
用户按下Ctrl+C |
终止进程 |
| 9 | SIGKILL |
强制终止进程 | 终止进程（不可捕获 / 忽略） |
| 15 | SIGTERM |
kill默认发送的信号 |
终止进程 |
| 17 | SIGCHLD |
子进程退出 / 终止 | 忽略 |
二、System V 共享内存
共享内存是 System V 标准提供的 ** 进程间通信（IPC）** 方式，是最快的 IPC 机制（直接操作内存，无数据拷贝）。
1. 核心特性（与管道对比）
| 特性 | 共享内存 | 管道（无名 / 有名） |
|---|---|---|
| 读写权限 | 双方均可读写（双向） | 半双工（无名管道）/ 全双工（有名管道） |
| 阻塞机制 | 无读阻塞、无写阻塞 | 读阻塞（无数据）、写阻塞（缓冲区满） |
| 数据留存 | 数据持久化（不主动删除则保留） | 数据读取后即被销毁 |
| 配套使用 | 需与信号 / 信号量集搭配（实现同步互斥） | 自带阻塞机制，可独立使用 |
| 内存形态 | 连续内存区域（类似字符数组） | 内核缓冲区 |
2. 共享内存的操作流程
申请键值（ftok）→ 创建/获取共享内存（shmget）→ 映射到进程地址空间（shmat）→ 读写操作 → 解除映射（shmdt）→ 删除共享内存（shmctl）3. 核心函数接口
（1）生成唯一键值：ftok
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);- 功能：通过文件路径和项目 ID 生成唯一的 System V IPC 键值（用于关联共享内存对象）。
- 参数 ：
pathname：任意存在且不被删除重建的文件路径（如./test.file）。proj_id：整形数字（通常用 ASCII 单字符，如'a'=97，仅低 8 位有效）。
- 返回值 ：成功返回唯一键值（
key_t），失败返回 - 1（设置errno）。
（2）创建 / 获取共享内存：shmget
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);- 功能：向内核申请共享内存对象（创建新对象或获取已有对象）。
- 参数 ：
key：由ftok生成的唯一键值（特殊值IPC_PRIVATE：创建私有共享内存，仅父子进程可用）。size：申请的共享内存大小（单位：字节，建议为页大小的整数倍，页大小通常为 4096 字节）。shmflg：权限标志，组合使用：- 八进制权限（如
0664，同文件权限）。 IPC_CREAT：若不存在则创建新共享内存。IPC_EXCL：与IPC_CREAT搭配，若已存在则返回错误（确保创建新对象）。
- 八进制权限（如
- 返回值 ：成功返回共享内存 ID（
shmid），失败返回 - 1（设置errno）。
（3）映射共享内存到进程地址空间：shmat
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);- 功能：将内核中的共享内存映射到进程的本地虚拟地址空间。
- 参数 ：
shmid：由shmget返回的共享内存 ID。shmaddr：指定映射的本地地址（通常设为NULL，由系统自动分配）。shmflg：映射权限（0：读写；SHM_RDONLY：只读）。
- 返回值 ：成功返回映射后的内存地址，失败返回
(void*)-1（设置errno）。
（4）读写共享内存
共享内存映射后可直接通过指针操作，常用函数：
- 字符串操作 ：
strcpy、strcat、strcmp（适用于字符串数据）。 - 二进制数据操作 ：
memcpy（适用于结构体、数组等二进制数据）。
（5）解除映射：shmdt
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
int shmdt(const void *shmaddr);- 功能：将进程的本地地址与共享内存断开映射关系（并非删除共享内存）。
- 参数 ：
shmaddr：shmat返回的映射地址。 - 返回值 ：成功返回 0，失败返回 - 1（设置
errno）。
（6）控制 / 删除共享内存：shmctl
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);- 功能：修改共享内存属性或删除共享内存对象。
- 参数 ：
shmid：共享内存 ID。cmd：操作命令（常用IPC_RMID：删除共享内存对象；IPC_STAT：获取属性；IPC_SET：设置属性）。buf：指向shmid_ds结构体的指针（IPC_RMID时设为NULL即可）。
- 返回值 ：成功返回 0，失败返回 - 1（设置
errno）。
3. 常用命令（管理共享内存）
| 命令 | 功能 |
|---|---|
ipcs -a |
查看所有 System V IPC 对象（共享内存、信号量、消息队列） |
ipcs -m |
仅查看共享内存 |
ipcrm -m <shmid> |
删除指定 ID 的共享内存 |