linux基础——使用C程序访问环境变量及进程通信(管道)

简介: linux基础——使用C程序访问环境变量及进程通信(管道)

文章目录

使用C程序访问环境变量

相关API函数

代码示例

文件输入重定向

代码示例

管道

无名管道

代码示例

小结

有名管道

代码示例

补充

信号

相关API函数

代码示例

信号的产生

mykill代码示例


使用C程序访问环境变量

系统提供了一个全局变量


extern char **environ;


使用全局变量environ将所有的环境变量输出。


相关API函数

getenv(3)


#include <stdlib.h>
char *getenv(const char *name);
功能:获取环境变量的值
参数:
name:环境变量的名字
返回值:
NULL  没有找到这个环境变量
返回环境变量的值的首地址。


putenv(3)


#include <stdlib.h>
int putenv(char *string);
功能:改变一个环境变量的值,或者增加一个环境变量
参数:
string:name=value
返回值:
0   成功
非0  错误


clearenv(3)


#include <stdlib.h>
int clearenv(void);
功能:清除环境变量
参数:
void
返回值:
0   成功
非0  失败


setenv(3)


#include <stdlib.h>
int setenv(const char *name,const char *value,int   overwrite);
功能:改变或增加一个环境变量
参数:
name:指定了环境变量的名字
value:指定了环境变量的值
overwrite:
0  环境变量存在,那么值不改变。
非0  环境变量存在,值被替换。
返回值:
0  成功
-1 失败 errno被设置


int unsetenv(const char *name);


功能:删除环境变量
参数:
name:指定环境变量的名字
返回值:
0  成功
-1 失败 errno被设置


代码示例

  • myenv.c
#include <stdio.h>
int main(void){
  extern char **environ;
  int i=0;
  while(*(environ+i)!=NULL){
  printf("%s\n",*(environ+i));
  i++;
  }
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206084218955.png

  • myenv1.c


#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[],char *envp[]){
  int i=0;
  for(;envp[i]!=NULL;i++){
  printf("%s\n",envp[i]);
  }
  return 0;
}


执行结果

20200206084409949.png

  • env_test.c


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
  printf("USER:%s\n",getenv("USER"));
  putenv("name=tarena");
  printf("name:%s\n",getenv("name"));
//  putenv("name=pycoming");
  setenv("name","pycoming",1);
  printf("name:%s\n",getenv("name"));
  unsetenv("name");
  printf("name:%s\n",getenv("name"));
  clearenv();
  printf("USER:%s\n",getenv("USER"));
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206084744309.png

文件输入重定向

代码示例

  • upper.c
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main(void){
  int ch;
  while((ch=getchar())!=EOF)
  putchar(toupper(ch));
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206085427192.png

  • wrap.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]){
  int fd;
  fd=open(argv[1],O_RDONLY);
  if(fd==-1){
  perror("open");
  return 1;
  }
  dup2(fd,STDIN_FILENO);
  close(fd);
  execl("./upper","upper",NULL);
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206090159487.png

管道

管道分为两种:有名管道、无名管道。


无名管道

无名管道的创建使用pipe


#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);
功能:创建管道
参数:
pipefd[2]:管道的两个文件描述符。
pipefd[0]  读端
pipefd[1]  写端
返回值:
0  成功
-1 错误  errno被设置


代码示例

  • pipe.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
  pid_t pid;
  int fd[2];
  char msg[]="this is a test\n";
  char buf[128];
  //创建管道
  int r=pipe(fd);
  if(r==-1){
  perror("pipe");
  return 2;
  }
  //创建子进程
  pid=fork();
  if(pid==-1){
  perror("fork");
  return 1;
  }
  if(pid==0){//子进程的代码
  close(fd[0]);//关闭读端
  //向管道写内容
  write(fd[1],msg,strlen(msg));
  exit(0);
  }else{//父进程的代码
  close(fd[1]);//管不写端
  //从管道读取数据
  int rt=read(fd[0],buf,128);
  write(1,buf,rt);
  //回收子进程的资源
  wait(NULL);
  }
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206090927253.png

小结

1、父进程创建管道

2、fork(2)创建子进程

3、父进程关闭写端,子进程关闭读端

4、子进程写,父进程读

无名管道中需要使用到文件描述符,所以,无名管道应用于具有亲缘关系的进程间通信。


有名管道

有名管道的实质就是创建一个管道文件,一个进程向文件写数据,另一个进程从文件中读数据。创建有名管道需要使用mkfifo。


mkfifo(3)


#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
功能:创建一个有名的管道文件
参数:
pathname:指定管道文件的名字
mode:指定了管道文件的权限
返回值:
0  成功
-1 错误  errno被设置


代码示例

  • channelA.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]){
  char msg[]="hello world\n";
  //创建管道文件
  int m=mkfifo(argv[1],0664);
  if(m==-1){
  perror("mkfifo");
  return 1;
  }
  //打开管道文件
  int fd=open(argv[1],O_RDWR);
  if(fd==-1){
  perror("open");
  return 2;
  } 
  //向管道文件写入数据
  sleep(20);
  write(fd,msg,strlen(msg)+1);
  //getchar();
  close(fd);
  return 0;
}


  • channelB.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]){
  char buf[128];
  //打开管道文件
  int fd=open(argv[1],O_RDONLY);
  if(fd==-1){
  perror("open");
  return 1;
  }
  //从管道中读取数据
  int r=read(fd,buf,128);
  write(1,buf,r);
  close(fd);
  return 0;
}


执行结果

20200206093949922.png

补充

带有环境变量的加载映像:


  • execle.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(void){
  char *const ps_env[]={"name=tarena"\
    ,NULL};
  execle("./myenv","myenv",NULL,\
  ps_env);
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206094408632.png

信号

信号就是软中断,软中断就是软件模拟的中断,中断是系统中的中断服务程序。

信号就是进程的异步通信机制,系统提供的信号可以通过 kill -l查看。20200206095255783.png

一般来说,信号有64个信号。


kill -信号编号 pid


进程对信号的默认处理动作就是终止当前进程。用户可以根据自己的需求来设置中进程对信号的处理。


SIG_DFL    缺省的
SIG_IGN    忽略
用户自定义信号处理函数


相关API函数

需要想进程注册一个函数,当信号来的时候,使用这个注册的信号处理函数来处理信号的到达。

signal(2)


#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t  signal(int signum, sighandler_t handler);
功能:为信号注册信号处理函数
参数:
signum:信号的名字或者信号编号
handler:
SIG_DFL   默认
SIG_IGN   忽略
用户自定义的信号处理函数
返回值:
SIG_ERR   错误
返回原来的信号处理函数
举例验证,使用signal函数为进程注册信号处理函数。


代码示例

  • signal.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
//用户自定义的信号处理函数
void doit(int n){
  printf("recv signal...\n");
  return;
}
int main(void){
  //进程对2号信号忽略
  signal(2,SIG_IGN);
  //进程对3号信号处理,采用用户自定义的
  signal(3,doit);
  while(1);
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206100813598.png

信号的产生

硬件产生信号


ctrl+c   
ctrl+\


使用linux命令发送信号


kill -信号编号 pid


使用函数给进程发送信号


kill(2)


#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
功能:发送信号给一个进程
参数:
pid: 正数  进程的pid  给这个进程发送信号
sig: 指定信号编号
返回值:
0   成功
-1   错误   errno被设置


raise(3)


#include <signal.h>
int raise(int sig);
功能:给当前进程发送信号
参数:
sig:要发送的信号编号
返回值:
0  成功
非0 失败


alarm(2)


#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
功能:设置一个传递信号的闹钟
参数:
seconds:  设置闹钟的秒数
返回值:
保留的秒数


mykill代码示例

  • mykill.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int main(int argc,char *argv[]){
  //mykill 信号编号  pid
  int signum=atoi(argv[1]);
  pid_t pid=atoi(argv[2]);
  //给进程发送2号信号
  kill(pid,signum);
  return 0;
}


  • 执行结果

2020020610152432.png

  • raise.c


#include <stdio.h>
#include <signal.h>
//参数n是信号的编号
void doit(int n){
  printf("reav signum ...%d\n",n);
  return ;
}
int main(void){
  printf("pid:%d\n",getpid());
  signal(2,doit);
  while(1){
  sleep(2);
  raise(2);
  }
  return 0;
}


  • 执行结果


20200206101750491.png

  • myalarm.c


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(void){
  int i;
  alarm(1);
  for(i=0;;i++)
  printf("%d\n",i);
  return 0;
}


  • 执行结果

20200206101924668.png

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