摘要

良好的进程间通信（IPC）机制是提高UNIX程序性能的关键。《UNIX网络编程 卷2 进程间通信（第2版）》全面深入地讲解了各种进程间通信形式，包括消息传递、同步、共享内存及远程过程调用（RPC）。书中包含了大量经过优化的源代码，帮助读者加深理解。这些源代码可以从本书网站下载。
《UNIX网络编程 卷2 进程间通信（第2版）》是网络研究和开发人员公认的专业参考书，无论网络编程的初学者还是网络专家都会大受裨益。

UNIX 网络编程 卷2 进程间通信（第2版） 内容简介

UNIX网络编程 卷2 进程间通信（第2版）》是一部UNIX 网络编程的经典之作！进程间通信（IPC）几乎是所有Unix 程序性能的关键，理解IPC 也是理解如何开发不同主机间网络应用程序的必要条件。本书从对Posix IPC 和System V IPC 的内部结构开始讨论，全面深入地介绍了4 种IPC 形式：消息传递（管道、FIFO、消息队列）、同步（互斥锁、条件变量、读写锁、文件与记录锁、信号量）、共享内存（匿名共享内存、具名共享内存）及远程过程调用（Solaris门、Sun RPC）。附录中给出了测量各种IPC 形式性能的方法。

《UNIX网络编程 卷2 进程间通信（第2版）》内容详尽且具专业性，几乎每章都提供精选的习题，并提供了部分习题的答案，是网络研究和开发人员理想的参考书。

UNIX 网络编程 卷2 进程间通信（第2版） 目录

第一部分　简介

第1章　简介 2

1.1　概述 2

1.2　进程、线程与信息共享 3

1.3　IPC对象的持续性 4

1.4　名字空间 5

1.5　fork、exec和exit对IPC对象的影响 7

1.6　出错处理：包裹函数 8

1.7　Unix标准 9

1.8　书中IPC例子索引表 11

1.9　小结 13

习题 13

第2章　Posix IPC 14

2.1　概述 14

2.2　IPC名字 14

2.3　创建与打开IPC通道 16

2.4　IPC权限 18

2.5　小结 19

习题 19

第3章　System V IPC 20

3.1　概述 20

3.2　key_t键和ftok函数 20

3.3　ipc_perm结构 22

3.4　创建与打开IPC通道 22

3.5　IPC权限 24

3.6　标识符重用 25

3.7　ipcs和ipcrm程序 27

3.8　内核限制 27

3.9　小结 28

习题 29

第二部分　消息传递

第4章　管道和FIFO 32

4.1　概述 32

4.2　一个简单的客户-服务器例子 32

4.3　管道 32

4.4　全双工管道 37

4.5　popen和pclose函数 39

4.6　FIFO 40

4.7　管道和FIFO的额外属性 44

4.8　单个服务器，多个客户 46

4.9　对比迭代服务器与并发服务器 50

4.10　字节流与消息 51

4.11　管道和FIFO限制 55

4.12　小结 56

习题 57

第5章　Posix消息队列 58

5.1　概述 58

5.2　mq_open、mq_close和mq_unlink函数 59

5.3　mq_getattr和mq_setattr函数 61

5.4　mq_send和mq_receive函数 64

5.5　消息队列限制 67

5.6　mq_notify函数 68

5.7　Posix实时信号 78

5.8　使用内存映射I/O实现Posix消息队列 85

5.9　小结 101

习题 101

第6章　System V消息队列 103

6.1　概述 103

6.2　msgget函数 104

6.3　msgsnd函数 104

6.4　msgrcv函数 105

6.5　msgctl函数 106

6.6　简单的程序 107

6.7　客户-服务器例子 112

6.8　复用消息 113

6.9　消息队列上使用select和poll 121

6.10　消息队列限制 122

6.11　小结 124

习题 124

第三部分　同步

第7章　互斥锁和条件变量 126

7.1　概述 126

7.2　互斥锁：上锁与解锁 126

7.3　生产者-消费者问题 127

7.4　对比上锁与等待 131

7.5　条件变量：等待与信号发送 132

7.6　条件变量：定时等待和广播 136

7.7　互斥锁和条件变量的属性 136

7.8　小结 139

习题 139

第8章　读写锁 140

8.1　概述 140

8.2　获取与释放读写锁 140

8.3　读写锁属性 141

8.4　使用互斥锁和条件变量实现读写锁 142

8.5　线程取消 148

8.6　小结 153

习题 153

第9章　记录上锁 154

9.1　概述 154

9.2　对比记录上锁与文件上锁 157

9.3　Posix fcntl记录上锁 158

9.4　劝告性上锁 162

9.5　强制性上锁 164

9.6　读出者和写入者的优先级 166

9.7　启动一个守护进程的唯一副本 170

9.8　文件作锁用 171

9.9　NFS上锁 173

9.10　小结 173

习题 174

第10章　Posix信号量 175

10.1　概述 175

10.2　sem_open、sem_close和sem_unlink函数 179

10.3　sem_wait和sem_trywait函数 180

10.4　sem_post和sem_getvalue函数 180

10.5　简单的程序 181

10.6　生产者-消费者问题 186

10.7　文件上锁 190

10.8　sem_init和sem_destroy函数 191

10.9　多个生产者，单个消费者 193

10.10　多个生产者，多个消费者 196

10.11　多个缓冲区 199

10.12　进程间共享信号量 205

10.13　信号量限制 206

10.14　使用FIFO实现信号量 206

10.15　使用内存映射I/O实现信号量 210

10.16　使用System V信号量实现Posix信号量 218

10.17　小结 224

习题 225

第11章　System V 信号量 226

11.1　概述 226

11.2　semget函数 227

11.3　semop函数 229

11.4　semctl函数 231

11.5　简单的程序 232

11.6　文件上锁 237

11.7　信号量限制 238

11.8　小结 242

习题 242

第四部分　共享内存区

第12章　共享内存区介绍 244

12.1　概述 244

12.2　mmap、munmap和msync函数 247

12.3　在内存映射文件中给计数器持续加1 250

12.4　4.4BSD匿名内存映射 254

12.5　SVR4 /dev/zero内存映射 255

12.6　访问内存映射的对象 255

12.7　小结 259

习题 260

第13章　Posix共享内存区 261

13.1　概述 261

13.2　shm_open和shm_unlink函数 261

13.3　ftruncate和fstat函数 262

13.4　简单的程序 263

13.5　给一个共享的计数器持续加1 267

13.6　向一个服务器发送消息 270

13.7　小结 275

习题 275

第14章　System V共享内存区 276

14.1　概述 276

14.2　shmget函数 276

14.3　shmat函数 277

14.4　shmdt函数 277

14.5　shmctl函数 277

14.6　简单的程序 278

14.7　共享内存区限制 281

14.8　小结 282

习题 283

第五部分　远程过程调用

第15章　门 286

15.1　概述 286

15.2　door_call函数 291

15.3　door_create函数 292

15.4　door_return函数 293

15.5　door_cred函数 294

15.6　door_info函数 294

15.7　例子 295

15.8　描述符传递 306

15.9　door_sever_create函数 310

15.10　door_bind、door_unbind和door_revoke函数 315

15.11　客户或服务器的过早终止 315

15.12　小结 321

习题 322

第16章　Sun RPC 323

16.1　概述 323

16.2　多线程化 330

16.3　服务器捆绑 333

16.4　认证 336

16.5　超时和重传 338

16.6　调用语义 342

16.7　客户或服务器的过早终止 343

16.8　XDR：外部数据表示 345

16.9　RPC分组格式 361

16.10　小结 365

习题 366

后记 368

附录A　性能测量 371

附录B　线程入门 406

附录C　杂凑的源代码 409

附录D　精选习题解答 417

参考文献 433

索引 435

UNIX 网络编程 卷2 进程间通信（第2版） 精彩文摘

检查队列是否填满

39～48 如果调用者指定的队列已填满，但是o_NONBLOCK标志已设置，我们就返回一个EAGAIN错误。否则，我们等待在条件变量mqh_wait上，该条件变量由我们的mq_receive函数在从某个填满的队列中读出一个消息时发给信号。

就mq_send调用在被某个由其调用进程捕获的信号中断时返回一个EINTR错误而言，我们的实现简化了。问题在于当信号处理程序返回时，pthread_cond_wait并不返回一个错误：它可能返回一个为0的值（这看来是次虚假的唤醒），也可能根本不返回。绕过这一问题的方法确实存在，但每种方法都不简单。

图5—30给出了mq_send函数的后半部分。至此我们已知道调用者指定的队列中有写入新消息的空间。

取得待用空闲块的索引

50～52 既然在调用者指定的队列初始化时创建的空闲消息数等于mq_maxmsg，我们就不应该有在空闲链表为空的前提下mq_curmsgs小于mq_maxmsg的状态。

复制消息

53～56 nmsghdr含有所映射内存区中用于存放待写入消息的位置的地址。该消息的优先级和长度存放在它的msg_hdr结构中，其内容则从调用者空间复制。

把新消息置于链表中正确位置

57～74 我们的链表中各消息的顺序是从开始处（mqh_head）的最高优先级到结束处的最低优先级。当一个新消息加入调用者指定的队列中，并且一个或多个同样优先级的消息已在该队列中时，这个新消息就加在最后一个优先级相同的消息之后。使用这样的排序方式后，mq_receive总是返回链表中的第一个消息（它是该队列上优先级最高的最早的消息）。当我们沿链表行进时，pmsghdr将含有链表中上一个消息的地址，因为它的msg_next值将含有该新消息的索引。