mirror of
https://github.com/LCTT/TranslateProject.git
synced 2024-12-26 21:30:55 +08:00
Merge remote-tracking branch 'LCTT/master'
This commit is contained in:
Xingyu.Wang
commit
36835c6b52
@ -1,38 +1,38 @@
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[#]: collector: (lujun9972)
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[#]: translator: (warmfrog)
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[#]: reviewer: ( )
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[#]: publisher: ( )
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[#]: url: ( )
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[#]: reviewer: (wxy)
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[#]: publisher: (wxy)
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[#]: url: (https://linux.cn/article-10823-1.html)
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[#]: subject: (12 Single Board Computers: Alternative to Raspberry Pi)
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[#]: via: (https://itsfoss.com/raspberry-pi-alternatives/)
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[#]: author: (Ankush Das https://itsfoss.com/author/ankush/)
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12 个可替换 Raspberry Pi 的单片机
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12 个可替代树莓派的单板机
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_**简介： 正在寻找 Raspberry Pi 的替代品？ 这里有一些单片机可以满足你的 DIY 渴求**_
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> 正在寻找树莓派的替代品？这里有一些单板机可以满足你的 DIY 渴求。
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Raspberry Pi 是当前最流行的单片机。你可以在你的 DIY 项目中使用它，或者用它作为一个成本效益高的系统来学习编代码，或者为了你的便利，利用一个[流媒体软件][1]运行在上面作为流媒体设备。
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树莓派是当前最流行的单板机。你可以在你的 DIY 项目中使用它，或者用它作为一个成本效益高的系统来学习编代码，或者为了你的便利，利用一个[流媒体软件][1]运行在上面作为流媒体设备。
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你可以使用 Raspberry Pi 做很多事，但它不是各种极客的最终解决方案。一些人可能在寻找更便宜的开发板，一些可能在寻找更强大的。
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你可以使用树莓派做很多事，但它不是各种极客的最终解决方案。一些人可能在寻找更便宜的开发板，一些可能在寻找更强大的。
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无论是哪种情况，我们都有很多原因需要 Raspberry Pi 的替代品。因此，在这片文章里，我们将讨论最好的十个我们认为能够替代 Raspberry Pi 的单片机。
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无论是哪种情况，我们都有很多原因需要树莓派的替代品。因此，在这片文章里，我们将讨论最好的 12 个我们认为能够替代树莓派的单板机。
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![][2]
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### 满足你 DIY 渴望的 Raspberry Pi 替代品
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### 满足你 DIY 渴望的树莓派替代品
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这个列表没有特定的顺序排名。链接的一部分是附属链接。请阅读我们的[附属政策][3].
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这个列表没有特定的顺序排名。链接的一部分是赞助链接。请阅读我们的[赞助政策][3]。
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#### 1\. Onion Omega2+
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#### 1、Onion Omega2+
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![][4]
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只要 **$13**，Omega2+ 是这里你可以找到的最便宜的 IoT 单片机设备。它运行 LEDE（Linux 嵌入式开发环境）Linux 系统 - 一个基于 [OpenWRT][5] 的分发版。
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只要 $13，Omega2+ 是这里你可以找到的最便宜的 IoT 单板机设备。它运行 LEDE（Linux 嵌入式开发环境）Linux 系统 —— 这是一个基于 [OpenWRT][5] 的发行版。
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||||
由于运行一个自定义 Linux 系统，它的组成因素，花费，和灵活性使它完美适合几乎所有类型的 IoT 应用。
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由于运行一个自定义 Linux 系统，它的组成元件、花费和灵活性使它完美适合几乎所有类型的 IoT 应用。
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你可以在[亚马逊商城的 Onion Omega 装备][6]或者从他们的网站下单，可能会收取额外的邮费。
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你可以在[亚马逊商城的 Onion Omega 套件][6]或者从他们的网站下单，可能会收取额外的邮费。
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**关键参数：**
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@ -44,15 +44,15 @@ Raspberry Pi 是当前最流行的单片机。你可以在你的 DIY 项目中
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* USB 2.0
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* 12 GPIO Pins
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[查看官网][7]
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[查看官网][7]
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#### 2\. NVIDIA Jetson Nano Developer Kit
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#### 2、NVIDIA Jetson Nano Developer Kit
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这是来自 NVIDIA 的只要 **$99** 的非常独特和有趣的 Raspberry Pi 替代品。是的，它不是每个人都能充分利用的设备 - 只为特定的一组极客或者开发者。
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这是来自 NVIDIA 的只要 **$99** 的非常独特和有趣的树莓派替代品。是的，它不是每个人都能充分利用的设备 —— 只为特定的一组极客或者开发者而生。
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NVIDIA 使用下面的用例解释它：
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> NVIDIA® Jetson Nano™ Developer Kit 是一个小的，强大的让你并行运行多个神经网络的应用像图像分类，对象侦察，分段，语音处理。全部在一个易于使用的运行功率只有 5 瓦特平台。
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> NVIDIA® Jetson Nano™ Developer Kit 是一个小的、强大的计算机，可以让你并行运行多个神经网络的应用像图像分类、对象侦察、图像分段、语音处理。全部在一个易于使用的、运行功率只有 5 瓦特的平台上。
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>
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> nvidia
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@ -66,20 +66,17 @@ NVIDIA 使用下面的用例解释它：
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* Display: HDMI 2.0
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* 4 x USB 3.0 and eDP 1.4
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[查看官网][9]
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[查看官网
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][9]
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#### 3\. ASUS Tinker Board S
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#### 3、ASUS Tinker Board S
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![][10]
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ASUS Tinker Board S 不是大多数可负担得起的可替代 Raspberry Pi 的替换设备 （**$82**, [亚马逊商城][11])，但是它是一个强大的替代品。它的特点是有你通常可以发现与标准 Raspberry Pi 3 Model 一样的 40 针脚的连接器，但是提供了强大的处理器和 GPU。同样的，Tinker Board S 的大小恰巧和标准的 Raspberry Pi 3 一样大。
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||||
ASUS Tinker Board S 不是大多数人可负担得起的树莓派的替换设备 （**$82**，[亚马逊商城][11])，但是它是一个强大的替代品。它的特点是它有你通常可以发现与标准树莓派 3 一样的 40 针脚的连接器，但是提供了强大的处理器和 GPU。同样的，Tinker Board S 的大小恰巧和标准的树莓派3 一样大。
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这个板子的主要亮点是 16 GB [eMMC][12] （用外行术语说，它的板上有一个类似 SSD 的存储单元使它工作时运行的更快。） 的存在。
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**关键参数**
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**关键参数：**
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* Rockchip Quad-Core RK3288 processor
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* 2 GB DDR3 RAM
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@ -92,20 +89,17 @@ ASUS Tinker Board S 不是大多数可负担得起的可替代 Raspberry Pi 的
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* 28 GPIO pins
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* HDMI Interface
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[查看网站][13]
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[查看网站
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][13]
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#### 4\. ClockworkPi
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#### 4、ClockworkPi
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![][14]
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如果你在想方设法组装一个模块化的复古的游戏控制台，Clockwork Pi 通常是 [GameShell Kit][15] 的一部分。然而，你可以 使用 $49 单独购买板子。
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如果你正在想方设法组装一个模块化的复古的游戏控制台，Clockwork Pi 可能就是你需要的，它通常是 [GameShell Kit][15] 的一部分。然而，你可以 使用 $49 单独购买板子。
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它紧凑的大小，WiFi 连接性，和 micro HDMI 端口的存在使它成为很多事物的选择。
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它紧凑的大小、WiFi 连接性和 micro HDMI 端口的存在使它成为许多方面的选择。
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**关键参数**
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**关键参数：**
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* Allwinner R16-J Quad-core Cortex-A7 CPU @1.2GHz
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* Mali-400 MP2 GPU
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@ -114,41 +108,33 @@ ASUS Tinker Board S 不是大多数可负担得起的可替代 Raspberry Pi 的
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* Micro HDMI output
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* MicroSD Card Slot
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[查看官网][16]
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[查看官网
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][16]
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#### 5\. Arduino Mega 2560
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#### 5、Arduino Mega 2560
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![][17]
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||||
如果你正在研究机器人项目或者你想要一个 3D 打印机 - Arduino Mega 2560 将是 Raspberry Pi 的便利的替代品。不像 Raspberry Pi，它是基于微控制器而不是微处理器的。
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如果你正在研究机器人项目或者你想要一个 3D 打印机 —— Arduino Mega 2560 将是树莓派的便利的替代品。不像树莓派，它是基于微控制器而不是微处理器的。
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在他们的[官网][18]，它会花费你 $38.50 或者在[在亚马逊商城 $33][19]。
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在他们的[官网][18]，你需要花费 $38.50，或者在[在亚马逊商城是 $33][19]。
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**关键参数：**
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**Key Specifications:**
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* Microcontroller: ATmega2560
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* Clock Speed: 16 MHz
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* Digital I/O Pins: 54
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* Analog Input Pins: 16
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* Flash Memory: 256 KB of which 8 KB used by bootloader
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[查看官网][18]
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[查看官网
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][18]
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#### 6\. Rock64 Media Board
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#### 6、Rock64 Media Board
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![][20]
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对于与你可能想要 Raspberry Pi 3 B+ 相同的投资，你将在 Rock64 Media Board 上获得更快的处理器和双倍的内存。除此之外，如果你想要 1 GB RAM 版的，它提供了一个 Raspberry Pi 的 更便宜的替代，花费更少，只要 $10 。
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||||
用与你可能想要的树莓派 3 B+ 相同的价格，你将在 Rock64 Media Board 上获得更快的处理器和双倍的内存。除此之外，如果你想要 1 GB RAM 版的，它提供了一个比树莓派更便宜的替代品，花费更少，只要 $10 。
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不像 Raspberry Pi，这里没有无线连接支持，但是 USB 3.0 和 HDMI 2.0 的存在使它与众不同，如果它对你很重要的话。
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不像树莓派，它没有无线连接支持，但是 USB 3.0 和 HDMI 2.0 的存在使它与众不同，如果它对你很重要的话。
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**关键参数：**
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@ -159,20 +145,18 @@ ASUS Tinker Board S 不是大多数可负担得起的可替代 Raspberry Pi 的
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* USB 3.0
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* HDMI 2.0
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[查看官网][21]
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[查看官网
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][21]
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#### 7\. Odroid-XU4
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#### 7、Odroid-XU4
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![][22]
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Odroid-XU4 是一个完美的 Raspberry Pi 的替代,如果你有能够稍微提高预算的空间（$80-$100 甚至更低，取决于存储的容量）。
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Odroid-XU4 是一个完美的树莓派的替代品，如果你有能够稍微提高预算的空间（$80-$100 甚至更低，取决于存储的容量）。
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它确实是一个强大的替代并且体积更小。 支持 eMMC 和 USB 3.0 使它工作起来更快。
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||||
它确实是一个强大的替代品并且体积更小。支持 eMMC 和 USB 3.0 使它工作起来更快。
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**关键参数：**
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* Samsung Exynos 5422 Octa ARM Cortex™-A15 Quad 2Ghz and Cortex™-A7 Quad 1.3GHz CPUs
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* 2Gbyte LPDDR3 RAM
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* GPU: Mali-T628 MP6
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@ -181,16 +165,13 @@ Odroid-XU4 是一个完美的 Raspberry Pi 的替代,如果你有能够稍微提
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* eMMC 5.0 module socket
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* MicroSD Card Slot
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[查看官网][23]
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[查看官网
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][23]
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#### 8\. **PocketBeagle**
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#### 8、PocketBeagle
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![][24]
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它是一个难以置信的小的单片机 - 几乎和 Raspberry Pi Zero 相似。然而它会花费完全大小的 Raspberry Pi 3 相同的价格。主要的亮点是你可以用它作为一个 USB 便携式信息终端 并且进入 Linux 命令行工作。
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它是一个难以置信的小的单板机 —— 几乎和树莓派Zero 相似。然而它的价格相当于完整大小的树莓派 3。主要的亮点是你可以用它作为一个 USB 便携式信息终端，并且进入 Linux 命令行工作。
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**关键参数：**
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@ -200,22 +181,18 @@ Odroid-XU4 是一个完美的 Raspberry Pi 的替代,如果你有能够稍微提
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* microUSB
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* USB 2.0
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[查看官网][25]
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[查看官网
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][25]
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#### 9\. Le Potato
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#### 9、Le Potato
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![][26]
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由 [Libre Computer][27] 出品的 Le Potato，同样被它的型号 AML-S905X-CC 标识。它花费你 [$45][28]。
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由 [Libre Computer][27] 出品的 Le Potato，其型号是 AML-S905X-CC。它需要花费你 [$45][28]。
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如果你花费的比 Raspberry Pi 更多的钱，你就能得到想要双倍内存和 HDMI 2.0 接口，这可能是一个完美的选择。尽管，你还是不能发现嵌入的无线连接。
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如果你花费的比树莓派更多的钱，你就能得到双倍内存和 HDMI 2.0 接口，这可能是一个完美的选择。尽管，你还是不能找到嵌入的无线连接。
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**关键参数：**
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* Amlogic S905X SoC
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* 2GB DDR3 SDRAM
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* USB 2.0
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@ -224,18 +201,15 @@ Odroid-XU4 是一个完美的 Raspberry Pi 的替代,如果你有能够稍微提
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* MicroSD Card Slot
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* eMMC Interface
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[查看官网][29]
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[查看官网
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][29]
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#### 10\. Banana Pi M64
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#### 10、Banana Pi M64
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![][30]
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它自带了 8 Gigs 的 eMMC - 是替代 Raspberry Pi 的主要亮点。由于相同的原因，它花费 $60。
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它自带了 8G 的 eMMC —— 这是替代树莓派的主要亮点。因此，它需要花费 $60。
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HDMI 接口的存在使它胜任 4K。除此之外，Banana Pi 提供了更多种类的开源单片机作为 Raspberry Pi 的替代。
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HDMI 接口的存在使它胜任 4K。除此之外，Banana Pi 提供了更多种类的开源单板机作为树莓派的替代。
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**关键参数：**
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@ -246,18 +220,15 @@ HDMI 接口的存在使它胜任 4K。除此之外，Banana Pi 提供了更多
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* USB 2.0
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* HDMI
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[查看官网][31]
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[查看官网
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][31]
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#### 11\. Orange Pi Zero
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#### 11、Orange Pi Zero
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![][32]
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Orange Pi Zero 相对于 Raspberry Pi 难以置信的便宜。你可以在 Aliexpress 或者亚马逊上以最多 $10 就能够获得。如果[稍微投资多点，你能够获得 512 MB RAM][33]。
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Orange Pi Zero 相对于树莓派来说难以置信的便宜。你可以在 Aliexpress 或者亚马逊上以最多 $10 就能够获得。如果[稍微多花点，你能够获得 512 MB RAM][33]。
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如果这还不够充分，你可以花费大概 $25 获得更好的配置像 Orange Pi 3。
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如果这还不够，你可以花费大概 $25 获得更好的配置，比如 Orange Pi 3。
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**关键参数：**
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@ -268,18 +239,15 @@ Orange Pi Zero 相对于 Raspberry Pi 难以置信的便宜。你可以在 Aliex
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* WiFi
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* USB 2.0
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[查看官网][34]
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[查看官网
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][34]
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#### 12\. VIM 2 SBC by Khadas
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#### 12、VIM 2 SBC by Khadas
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![][35]
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由 Khadas 出品的 VIM 2 是最新的单片机，因此你能够在板上获取到蓝牙 5.0。[从 $99 的基础款到上限 $140][36].
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由 Khadas 出品的 VIM 2 是最新的单板机，因此你能够在板上得到蓝牙 5.0 支持。它的价格范围[从 $99 的基础款到上限 $140][36]。
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基础款包含 2 GB RAM，16 GB eMMC 和蓝牙 4.1。然而，Pro/Max 版包含蓝牙 5.0，更多的内存，更多的 eMMC 存储。
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基础款包含 2 GB RAM、16 GB eMMC 和蓝牙 4.1。然而，Pro/Max 版包含蓝牙 5.0，更多的内存，更多的 eMMC 存储。
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**关键参数：**
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@ -292,13 +260,11 @@ Orange Pi Zero 相对于 Raspberry Pi 难以置信的便宜。你可以在 Aliex
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* HDMI 2.0a
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* WiFi
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### 总结
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我们知道有很多不同种类的单板机电脑。一些比树莓派更好 —— 它的一些小规格的版本有更便宜的价格。同样的，像 Jetson Nano 这样的单板机已经被裁剪用于特定用途。因此，取决于你需要什么 —— 你应该检查一下单板机的配置。
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**总结**
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我们知道有很多不同种类的单片机电脑。一些比 Raspberry Pi 更好 - 它的一些小规格的版本有更便宜的价格。同样的，单片机像 Jetson Nano 已经被裁剪用于特定用途。因此，取决于你需要什么 - 你应该验证单片机的配置。
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如果你认为你知道比上述提到的更好的东西，请随意在下方评论来让我们知道。
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如果你知道比上述提到的更好的东西，请随意在下方评论来让我们知道。
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@ -307,7 +273,7 @@ via: https://itsfoss.com/raspberry-pi-alternatives/
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作者：[Ankush Das][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[warmfrog](https://github.com/warmfrog)
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校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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校对：[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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@ -0,0 +1,444 @@
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||||
[#]: collector: (lujun9972)
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[#]: translator: (FSSlc)
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[#]: reviewer: (wxy)
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[#]: publisher: (wxy)
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||||
[#]: url: (https://linux.cn/article-10826-1.html)
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||||
[#]: subject: (Inter-process communication in Linux: Shared storage)
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||||
[#]: via: (https://opensource.com/article/19/4/interprocess-communication-linux-storage)
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||||
[#]: author: (Marty Kalin https://opensource.com/users/mkalindepauledu)
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||||
Linux 下的进程间通信：共享存储
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> 学习在 Linux 中进程是如何与其他进程进行同步的。
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![Filing papers and documents][1]
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本篇是 Linux 下[进程间通信][2]（IPC）系列的第一篇文章。这个系列将使用 C 语言代码示例来阐明以下 IPC 机制：
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* 共享文件
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* 共享内存（使用信号量）
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* 管道（命名的或非命名的管道）
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* 消息队列
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* 套接字
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* 信号
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在聚焦上面提到的共享文件和共享内存这两个机制之前，这篇文章将带你回顾一些核心的概念。
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### 核心概念
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*进程*是运行着的程序，每个进程都有着它自己的地址空间，这些空间由进程被允许访问的内存地址组成。进程有一个或多个执行*线程*，而线程是一系列执行指令的集合：*单线程*进程就只有一个线程，而*多线程*的进程则有多个线程。一个进程中的线程共享各种资源，特别是地址空间。另外，一个进程中的线程可以直接通过共享内存来进行通信，尽管某些现代语言（例如 Go）鼓励一种更有序的方式，例如使用线程安全的通道。当然对于不同的进程，默认情况下，它们**不**能共享内存。
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有多种方法启动之后要进行通信的进程，下面所举的例子中主要使用了下面的两种方法：
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* 一个终端被用来启动一个进程，另外一个不同的终端被用来启动另一个。
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* 在一个进程（父进程）中调用系统函数 `fork`，以此生发另一个进程（子进程）。
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第一个例子采用了上面使用终端的方法。这些[代码示例][3]的 ZIP 压缩包可以从我的网站下载到。
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### 共享文件
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程序员对文件访问应该都已经很熟识了，包括许多坑（不存在的文件、文件权限损坏等等），这些问题困扰着程序对文件的使用。尽管如此，共享文件可能是最为基础的 IPC 机制了。考虑一下下面这样一个相对简单的例子，其中一个进程（生产者 `producer`）创建和写入一个文件，然后另一个进程（消费者 `consumer `）从这个相同的文件中进行读取：
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```
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writes +-----------+ reads
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producer-------->| disk file |<-------consumer
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+-----------+
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```
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在使用这个 IPC 机制时最明显的挑战是*竞争条件*可能会发生：生产者和消费者可能恰好在同一时间访问该文件，从而使得输出结果不确定。为了避免竞争条件的发生，该文件在处于*读*或*写*状态时必须以某种方式处于被锁状态，从而阻止在*写*操作执行时和其他操作的冲突。在标准系统库中与锁相关的 API 可以被总结如下：
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* 生产者应该在写入文件时获得一个文件的排斥锁。一个*排斥*锁最多被一个进程所拥有。这样就可以排除掉竞争条件的发生，因为在锁被释放之前没有其他的进程可以访问这个文件。
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* 消费者应该在从文件中读取内容时得到至少一个共享锁。多个*读取者*可以同时保有一个*共享*锁，但是没有*写入者*可以获取到文件内容，甚至在当只有一个*读取者*保有一个共享锁时。
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共享锁可以提升效率。假如一个进程只是读入一个文件的内容，而不去改变它的内容，就没有什么原因阻止其他进程来做同样的事。但如果需要写入内容，则很显然需要文件有排斥锁。
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标准的 I/O 库中包含一个名为 `fcntl` 的实用函数，它可以被用来检查或者操作一个文件上的排斥锁和共享锁。该函数通过一个*文件描述符*（一个在进程中的非负整数值）来标记一个文件（在不同的进程中不同的文件描述符可能标记同一个物理文件）。对于文件的锁定， Linux 提供了名为 `flock` 的库函数，它是 `fcntl` 的一个精简包装。第一个例子中使用 `fcntl` 函数来暴露这些 API 细节。
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#### 示例 1. 生产者程序
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```c
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#include <stdio.h>
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||||
#include <stdlib.h>
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||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
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||||
#define FileName "data.dat"
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||||
|
||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1); /* EXIT_FAILURE */
|
||||
}
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||||
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||||
int main() {
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||||
struct flock lock;
|
||||
lock.l_type = F_WRLCK; /* read/write (exclusive) lock */
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||||
lock.l_whence = SEEK_SET; /* base for seek offsets */
|
||||
lock.l_start = 0; /* 1st byte in file */
|
||||
lock.l_len = 0; /* 0 here means 'until EOF' */
|
||||
lock.l_pid = getpid(); /* process id */
|
||||
|
||||
int fd; /* file descriptor to identify a file within a process */
|
||||
if ((fd = open(FileName, O_RDONLY)) < 0) /* -1 signals an error */
|
||||
report_and_exit("open to read failed...");
|
||||
|
||||
/* If the file is write-locked, we can't continue. */
|
||||
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); /* sets lock.l_type to F_UNLCK if no write lock */
|
||||
if (lock.l_type != F_UNLCK)
|
||||
report_and_exit("file is still write locked...");
|
||||
|
||||
lock.l_type = F_RDLCK; /* prevents any writing during the reading */
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("can't get a read-only lock...");
|
||||
|
||||
/* Read the bytes (they happen to be ASCII codes) one at a time. */
|
||||
int c; /* buffer for read bytes */
|
||||
while (read(fd, &c, 1) > 0) /* 0 signals EOF */
|
||||
write(STDOUT_FILENO, &c, 1); /* write one byte to the standard output */
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||||
|
||||
/* Release the lock explicitly. */
|
||||
lock.l_type = F_UNLCK;
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("explicit unlocking failed...");
|
||||
|
||||
close(fd);
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
```
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||||
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||||
上面生产者程序的主要步骤可以总结如下：
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* 这个程序首先声明了一个类型为 `struct flock` 的变量，它代表一个锁，并对它的 5 个域做了初始化。第一个初始化
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```c
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lock.l_type = F_WRLCK; /* exclusive lock */
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||||
```
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||||
使得这个锁为排斥锁（read-write）而不是一个共享锁（read-only）。假如生产者获得了这个锁，则其他的进程将不能够对文件做读或者写操作，直到生产者释放了这个锁，或者显式地调用 `fcntl`，又或者隐式地关闭这个文件。（当进程终止时，所有被它打开的文件都会被自动关闭，从而释放了锁）
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||||
* 上面的程序接着初始化其他的域。主要的效果是*整个*文件都将被锁上。但是，有关锁的 API 允许特别指定的字节被上锁。例如，假如文件包含多个文本记录，则单个记录（或者甚至一个记录的一部分）可以被锁，而其余部分不被锁。
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||||
* 第一次调用 `fcntl`
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||||
```c
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||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
```
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||||
尝试排斥性地将文件锁住，并检查调用是否成功。一般来说， `fcntl` 函数返回 `-1` （因此小于 0）意味着失败。第二个参数 `F_SETLK` 意味着 `fcntl` 的调用*不是*堵塞的；函数立即做返回，要么获得锁，要么显示失败了。假如替换地使用 `F_SETLKW`（末尾的 `W` 代指*等待*），那么对 `fcntl` 的调用将是阻塞的，直到有可能获得锁的时候。在调用 `fcntl` 函数时，它的第一个参数 `fd` 指的是文件描述符，第二个参数指定了将要采取的动作（在这个例子中，`F_SETLK` 指代设置锁），第三个参数为锁结构的地址（在本例中，指的是 `&lock`）。
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||||
* 假如生产者获得了锁，这个程序将向文件写入两个文本记录。
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||||
* 在向文件写入内容后，生产者改变锁结构中的 `l_type` 域为 `unlock` 值：
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||||
```c
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||||
lock.l_type = F_UNLCK;
|
||||
```
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||||
并调用 `fcntl` 来执行解锁操作。最后程序关闭了文件并退出。
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||||
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||||
#### 示例 2. 消费者程序
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||||
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||||
```c
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||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
|
||||
#define FileName "data.dat"
|
||||
|
||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1); /* EXIT_FAILURE */
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
struct flock lock;
|
||||
lock.l_type = F_WRLCK; /* read/write (exclusive) lock */
|
||||
lock.l_whence = SEEK_SET; /* base for seek offsets */
|
||||
lock.l_start = 0; /* 1st byte in file */
|
||||
lock.l_len = 0; /* 0 here means 'until EOF' */
|
||||
lock.l_pid = getpid(); /* process id */
|
||||
|
||||
int fd; /* file descriptor to identify a file within a process */
|
||||
if ((fd = open(FileName, O_RDONLY)) < 0) /* -1 signals an error */
|
||||
report_and_exit("open to read failed...");
|
||||
|
||||
/* If the file is write-locked, we can't continue. */
|
||||
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); /* sets lock.l_type to F_UNLCK if no write lock */
|
||||
if (lock.l_type != F_UNLCK)
|
||||
report_and_exit("file is still write locked...");
|
||||
|
||||
lock.l_type = F_RDLCK; /* prevents any writing during the reading */
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("can't get a read-only lock...");
|
||||
|
||||
/* Read the bytes (they happen to be ASCII codes) one at a time. */
|
||||
int c; /* buffer for read bytes */
|
||||
while (read(fd, &c, 1) > 0) /* 0 signals EOF */
|
||||
write(STDOUT_FILENO, &c, 1); /* write one byte to the standard output */
|
||||
|
||||
/* Release the lock explicitly. */
|
||||
lock.l_type = F_UNLCK;
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("explicit unlocking failed...");
|
||||
|
||||
close(fd);
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
```
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||||
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||||
相比于锁的 API，消费者程序会相对复杂一点儿。特别的，消费者程序首先检查文件是否被排斥性的被锁，然后才尝试去获得一个共享锁。相关的代码为：
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||||
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```
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||||
lock.l_type = F_WRLCK;
|
||||
...
|
||||
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); /* sets lock.l_type to F_UNLCK if no write lock */
|
||||
if (lock.l_type != F_UNLCK)
|
||||
report_and_exit("file is still write locked...");
|
||||
```
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||||
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||||
在 `fcntl` 调用中的 `F_GETLK` 操作指定检查一个锁，在本例中，上面代码的声明中给了一个 `F_WRLCK` 的排斥锁。假如特指的锁不存在，那么 `fcntl` 调用将会自动地改变锁类型域为 `F_UNLCK` 以此来显示当前的状态。假如文件是排斥性地被锁，那么消费者将会终止。（一个更健壮的程序版本或许应该让消费者*睡*会儿，然后再尝试几次。）
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||||
假如当前文件没有被锁，那么消费者将尝试获取一个共享（read-only）锁（`F_RDLCK`）。为了缩短程序，`fcntl` 中的 `F_GETLK` 调用可以丢弃，因为假如其他进程已经保有一个读写锁，`F_RDLCK` 的调用就可能会失败。重新调用一个只读锁能够阻止其他进程向文件进行写的操作，但可以允许其他进程对文件进行读取。简而言之，共享锁可以被多个进程所保有。在获取了一个共享锁后，消费者程序将立即从文件中读取字节数据，然后在标准输出中打印这些字节的内容，接着释放锁，关闭文件并终止。
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下面的 `%` 为命令行提示符，下面展示的是从相同终端开启这两个程序的输出：
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```
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% ./producer
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Process 29255 has written to data file...
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% ./consumer
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Now is the winter of our discontent
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Made glorious summer by this sun of York
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```
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||||
在本次的代码示例中，通过 IPC 传输的数据是文本：它们来自莎士比亚的戏剧《理查三世》中的两行台词。然而，共享文件的内容还可以是纷繁复杂的，任意的字节数据（例如一个电影）都可以，这使得文件共享变成了一个非常灵活的 IPC 机制。但它的缺点是文件获取速度较慢，因为文件的获取涉及到读或者写。同往常一样，编程总是伴随着折中。下面的例子将通过共享内存来做 IPC，而不是通过共享文件，在性能上相应的有极大的提升。
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### 共享内存
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对于共享内存，Linux 系统提供了两类不同的 API：传统的 System V API 和更新一点的 POSIX API。在单个应用中，这些 API 不能混用。但是，POSIX 方式的一个坏处是它的特性仍在发展中，并且依赖于安装的内核版本，这非常影响代码的可移植性。例如，默认情况下，POSIX API 用*内存映射文件*来实现共享内存：对于一个共享的内存段，系统为相应的内容维护一个*备份文件*。在 POSIX 规范下共享内存可以被配置为不需要备份文件，但这可能会影响可移植性。我的例子中使用的是带有备份文件的 POSIX API，这既结合了内存获取的速度优势，又获得了文件存储的持久性。
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||||
下面的共享内存例子中包含两个程序，分别名为 `memwriter` 和 `memreader`，并使用*信号量*来调整它们对共享内存的获取。在任何时候当共享内存进入一个*写入者*场景时，无论是多进程还是多线程，都有遇到基于内存的竞争条件的风险，所以，需要引入信号量来协调（同步）对共享内存的获取。
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`memwriter` 程序应当在它自己所处的终端首先启动，然后 `memreader` 程序才可以在它自己所处的终端启动（在接着的十几秒内）。`memreader` 的输出如下：
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```
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||||
This is the way the world ends...
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```
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在每个源程序的最上方注释部分都解释了在编译它们时需要添加的链接参数。
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首先让我们复习一下信号量是如何作为一个同步机制工作的。一般的信号量也被叫做一个*计数信号量*，因为带有一个可以增加的值（通常初始化为 0）。考虑一家租用自行车的商店，在它的库存中有 100 辆自行车，还有一个供职员用于租赁的程序。每当一辆自行车被租出去，信号量就增加 1；当一辆自行车被还回来，信号量就减 1。在信号量的值为 100 之前都还可以进行租赁业务，但如果等于 100 时，就必须停止业务，直到至少有一辆自行车被还回来，从而信号量减为 99。
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||||
*二元信号量*是一个特例，它只有两个值：0 和 1。在这种情况下，信号量的表现为*互斥量*（一个互斥的构造）。下面的共享内存示例将把信号量用作互斥量。当信号量的值为 0 时，只有 `memwriter` 可以获取共享内存，在写操作完成后，这个进程将增加信号量的值，从而允许 `memreader` 来读取共享内存。
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#### 示例 3. memwriter 进程的源程序
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```c
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||||
/** Compilation: gcc -o memwriter memwriter.c -lrt -lpthread **/
|
||||
#include <stdio.h>
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||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <sys/mman.h>
|
||||
#include <sys/stat.h>
|
||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
#include <semaphore.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "shmem.h"
|
||||
|
||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
int fd = shm_open(BackingFile, /* name from smem.h */
|
||||
O_RDWR | O_CREAT, /* read/write, create if needed */
|
||||
AccessPerms); /* access permissions (0644) */
|
||||
if (fd < 0) report_and_exit("Can't open shared mem segment...");
|
||||
|
||||
ftruncate(fd, ByteSize); /* get the bytes */
|
||||
|
||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, /* let system pick where to put segment */
|
||||
ByteSize, /* how many bytes */
|
||||
PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
|
||||
MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
|
||||
fd, /* file descriptor */
|
||||
0); /* offset: start at 1st byte */
|
||||
if ((caddr_t) -1 == memptr) report_and_exit("Can't get segment...");
|
||||
|
||||
[fprintf][7](stderr, "shared mem address: %p [0..%d]\n", memptr, ByteSize - 1);
|
||||
[fprintf][7](stderr, "backing file: /dev/shm%s\n", BackingFile );
|
||||
|
||||
/* semahore code to lock the shared mem */
|
||||
sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
|
||||
O_CREAT, /* create the semaphore */
|
||||
AccessPerms, /* protection perms */
|
||||
0); /* initial value */
|
||||
if (semptr == (void*) -1) report_and_exit("sem_open");
|
||||
|
||||
[strcpy][8](memptr, MemContents); /* copy some ASCII bytes to the segment */
|
||||
|
||||
/* increment the semaphore so that memreader can read */
|
||||
if (sem_post(semptr) < 0) report_and_exit("sem_post");
|
||||
|
||||
sleep(12); /* give reader a chance */
|
||||
|
||||
/* clean up */
|
||||
munmap(memptr, ByteSize); /* unmap the storage */
|
||||
close(fd);
|
||||
sem_close(semptr);
|
||||
shm_unlink(BackingFile); /* unlink from the backing file */
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
下面是 `memwriter` 和 `memreader` 程序如何通过共享内存来通信的一个总结：
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||||
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||||
* 上面展示的 `memwriter` 程序调用 `shm_open` 函数来得到作为系统协调共享内存的备份文件的文件描述符。此时，并没有内存被分配。接下来调用的是令人误解的名为 `ftruncate` 的函数
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||||
|
||||
```c
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||||
ftruncate(fd, ByteSize); /* get the bytes */
|
||||
```
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||||
它将分配 `ByteSize` 字节的内存，在该情况下，一般为大小适中的 512 字节。`memwriter` 和 `memreader` 程序都只从共享内存中获取数据，而不是从备份文件。系统将负责共享内存和备份文件之间数据的同步。
|
||||
* 接着 `memwriter` 调用 `mmap` 函数：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, /* let system pick where to put segment */
|
||||
ByteSize, /* how many bytes */
|
||||
PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
|
||||
MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
|
||||
fd, /* file descriptor */
|
||||
0); /* offset: start at 1st byte */
|
||||
```
|
||||
来获得共享内存的指针。（`memreader` 也做一次类似的调用。） 指针类型 `caddr_t` 以 `c` 开头，它代表 `calloc`，而这是动态初始化分配的内存为 0 的一个系统函数。`memwriter` 通过库函数 `strcpy`（字符串复制）来获取后续*写*操作的 `memptr`。
|
||||
* 到现在为止，`memwriter` 已经准备好进行写操作了，但首先它要创建一个信号量来确保共享内存的排斥性。假如 `memwriter` 正在执行写操作而同时 `memreader` 在执行读操作，则有可能出现竞争条件。假如调用 `sem_open` 成功了：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
|
||||
O_CREAT, /* create the semaphore */
|
||||
AccessPerms, /* protection perms */
|
||||
0); /* initial value */
|
||||
```
|
||||
那么，接着写操作便可以执行。上面的 `SemaphoreName`（任意一个唯一的非空名称）用来在 `memwriter` 和 `memreader` 识别信号量。初始值 0 将会传递给信号量的创建者，在这个例子中指的是 `memwriter` 赋予它执行*写*操作的权利。
|
||||
* 在写操作完成后，`memwriter* 通过调用 `sem_post` 函数将信号量的值增加到 1：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
if (sem_post(semptr) < 0) ..
|
||||
```
|
||||
增加信号了将释放互斥锁，使得 `memreader` 可以执行它的*读*操作。为了更好地测量，`memwriter` 也将从它自己的地址空间中取消映射，
|
||||
|
||||
```c
|
||||
munmap(memptr, ByteSize); /* unmap the storage *
|
||||
```
|
||||
这将使得 `memwriter` 不能进一步地访问共享内存。
|
||||
|
||||
#### 示例 4. memreader 进程的源代码
|
||||
|
||||
```c
|
||||
/** Compilation: gcc -o memreader memreader.c -lrt -lpthread **/
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <sys/mman.h>
|
||||
#include <sys/stat.h>
|
||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
#include <semaphore.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "shmem.h"
|
||||
|
||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
int fd = shm_open(BackingFile, O_RDWR, AccessPerms); /* empty to begin */
|
||||
if (fd < 0) report_and_exit("Can't get file descriptor...");
|
||||
|
||||
/* get a pointer to memory */
|
||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, /* let system pick where to put segment */
|
||||
ByteSize, /* how many bytes */
|
||||
PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
|
||||
MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
|
||||
fd, /* file descriptor */
|
||||
0); /* offset: start at 1st byte */
|
||||
if ((caddr_t) -1 == memptr) report_and_exit("Can't access segment...");
|
||||
|
||||
/* create a semaphore for mutual exclusion */
|
||||
sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
|
||||
O_CREAT, /* create the semaphore */
|
||||
AccessPerms, /* protection perms */
|
||||
0); /* initial value */
|
||||
if (semptr == (void*) -1) report_and_exit("sem_open");
|
||||
|
||||
/* use semaphore as a mutex (lock) by waiting for writer to increment it */
|
||||
if (!sem_wait(semptr)) { /* wait until semaphore != 0 */
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0; i < [strlen][6](MemContents); i++)
|
||||
write(STDOUT_FILENO, memptr + i, 1); /* one byte at a time */
|
||||
sem_post(semptr);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* cleanup */
|
||||
munmap(memptr, ByteSize);
|
||||
close(fd);
|
||||
sem_close(semptr);
|
||||
unlink(BackingFile);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
`memwriter` 和 `memreader` 程序中，共享内存的主要着重点都在 `shm_open` 和 `mmap` 函数上：在成功时，第一个调用返回一个备份文件的文件描述符，而第二个调用则使用这个文件描述符从共享内存段中获取一个指针。它们对 `shm_open` 的调用都很相似，除了 `memwriter` 程序创建共享内存，而 `memreader 只获取这个已经创建的内存：
|
||||
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||||
```c
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||||
int fd = shm_open(BackingFile, O_RDWR | O_CREAT, AccessPerms); /* memwriter */
|
||||
int fd = shm_open(BackingFile, O_RDWR, AccessPerms); /* memreader */
|
||||
```
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||||
|
||||
有了文件描述符，接着对 `mmap` 的调用就是类似的了：
|
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||||
```c
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||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
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||||
```
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||||
`mmap` 的第一个参数为 `NULL`，这意味着让系统自己决定在虚拟内存地址的哪个地方分配内存，当然也可以指定一个地址（但很有技巧性）。`MAP_SHARED` 标志着被分配的内存在进程中是共享的，最后一个参数（在这个例子中为 0 ） 意味着共享内存的偏移量应该为第一个字节。`size` 参数特别指定了将要分配的字节数目（在这个例子中是 512）；另外的保护参数（`AccessPerms`）暗示着共享内存是可读可写的。
|
||||
|
||||
当 `memwriter` 程序执行成功后，系统将创建并维护备份文件，在我的系统中，该文件为 `/dev/shm/shMemEx`，其中的 `shMemEx` 是我为共享存储命名的（在头文件 `shmem.h` 中给定）。在当前版本的 `memwriter` 和 `memreader` 程序中，下面的语句
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||||
```c
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||||
shm_unlink(BackingFile); /* removes backing file */
|
||||
```
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||||
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||||
将会移除备份文件。假如没有 `unlink` 这个语句，则备份文件在程序终止后仍然持久地保存着。
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||||
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||||
`memreader` 和 `memwriter` 一样，在调用 `sem_open` 函数时，通过信号量的名字来获取信号量。但 `memreader` 随后将进入等待状态，直到 `memwriter` 将初始值为 0 的信号量的值增加。
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||||
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||||
```c
|
||||
if (!sem_wait(semptr)) { /* wait until semaphore != 0 */
|
||||
```
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||||
|
||||
一旦等待结束，`memreader` 将从共享内存中读取 ASCII 数据，然后做些清理工作并终止。
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||||
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||||
共享内存 API 包括显式地同步共享内存段和备份文件。在这次的示例中，这些操作都被省略了，以免文章显得杂乱，好让我们专注于内存共享和信号量的代码。
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即便在信号量代码被移除的情况下，`memwriter` 和 `memreader` 程序很大几率也能够正常执行而不会引入竞争条件：`memwriter` 创建了共享内存段，然后立即向它写入；`memreader` 不能访问共享内存，直到共享内存段被创建好。然而，当一个*写操作*处于混合状态时，最佳实践需要共享内存被同步。信号量 API 足够重要，值得在代码示例中着重强调。
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### 总结
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上面共享文件和共享内存的例子展示了进程是怎样通过*共享存储*来进行通信的，前者通过文件而后者通过内存块。这两种方法的 API 相对来说都很直接。这两种方法有什么共同的缺点吗？现代的应用经常需要处理流数据，而且是非常大规模的数据流。共享文件或者共享内存的方法都不能很好地处理大规模的流数据。按照类型使用管道会更加合适一些。所以这个系列的第二部分将会介绍管道和消息队列，同样的，我们将使用 C 语言写的代码示例来辅助讲解。
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via: https://opensource.com/article/19/4/interprocess-communication-linux-storage
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作者：[Marty Kalin][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[FSSlc](https://github.com/FSSlc)
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校对：[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]: https://opensource.com/users/mkalindepauledu
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[b]: https://github.com/lujun9972
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[1]: https://opensource.com/sites/default/files/styles/image-full-size/public/lead-images/documents_papers_file_storage_work.png?itok=YlXpAqAJ (Filing papers and documents)
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[2]: https://en.wikipedia.org/wiki/Inter-process_communication
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[3]: http://condor.depaul.edu/mkalin
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[4]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/perror.html
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[5]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/exit.html
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||||
[6]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/strlen.html
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[7]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/fprintf.html
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[8]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/strcpy.html
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@ -0,0 +1,78 @@
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[#]: collector: (lujun9972)
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[#]: translator: (geekpi)
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[#]: reviewer: (wxy)
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[#]: publisher: (wxy)
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[#]: url: (https://linux.cn/article-10824-1.html)
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[#]: subject: (Ping Multiple Servers And Show The Output In Top-like Text UI)
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[#]: via: (https://www.ostechnix.com/ping-multiple-servers-and-show-the-output-in-top-like-text-ui/)
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[#]: author: (sk https://www.ostechnix.com/author/sk/)
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ping 多台服务器并在类似 top 的界面中显示
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![Ping Multiple Servers And Show The Output In Top-like Text UI][1]
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不久前，我们写了篇关于 [fping][2] 的文章，该程序能使我们能够同时 ping 多台主机。与传统的 `ping` 不同，`fping` 不会等待一台主机的超时。它使用循环法，这表示它将 ICMP Echo 请求发送到一台主机，然后转到另一台主机，最后一次显示哪些主机开启或关闭。今天，我们将讨论一个名为 `pingtop` 的类似程序。顾名思义，它会一次 ping 多台服务器，并在类似 `top` 的终端 UI 中显示结果。它是用 Python 写的自由开源程序。
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### 安装 pingtop
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可以使用 `pip` 安装 `pingtop`，`pip` 是一个软件包管理器，用于安装用 Python 开发的程序。确保已在 Linux 中安装了 Python 3.7.x 和 pip。
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要在 Linux 上安装 `pip`，请参阅以下链接。
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* [如何使用 pip 管理 Python 包][3]
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安装 `pip` 后，运行以下命令安装 `pingtop`：
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```
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$ pip install pingtop
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```
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现在让我们继续使用 `pingtop` ping 多个系统。
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### ping 多台服务器并在类似 top 的终端 UI 中显示
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要 ping 多个主机/系统，请运行：
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```
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$ pingtop ostechnix.com google.com facebook.com twitter.com
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```
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现在，你将在一个漂亮的类似 `top` 的终端 UI 中看到结果，如下所示。
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![][4]
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*使用 pingtop ping 多台服务器*
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建议阅读：
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* [一些你可能想知道的替代 “top” 命令的程序][5]
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我个人目前没有使用 pingtop 的情况。但我喜欢在这个在文本界面中展示 ping 命令输出的想法。试试看它，也许有帮助。
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就是这些了。还有更多好东西。敬请期待！干杯！
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资源：
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* [pingtop GitHub 仓库][6]
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via: https://www.ostechnix.com/ping-multiple-servers-and-show-the-output-in-top-like-text-ui/
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作者：[sk][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[geekpi](https://github.com/geekpi)
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校对：[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]: https://www.ostechnix.com/author/sk/
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[b]: https://github.com/lujun9972
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[1]: https://www.ostechnix.com/wp-content/uploads/2019/04/pingtop-720x340.png
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[2]: https://www.ostechnix.com/ping-multiple-hosts-linux/
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[3]: https://linux.cn/article-10110-1.html
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[4]: http://www.ostechnix.com/wp-content/uploads/2019/04/pingtop-1.gif
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||||
[5]: https://www.ostechnix.com/some-alternatives-to-top-command-line-utility-you-might-want-to-know/
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[6]: https://github.com/laixintao/pingtop
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@ -1,435 +0,0 @@
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[#]: collector: (lujun9972)
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[#]: translator: (FSSlc)
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[#]: reviewer: ( )
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[#]: publisher: ( )
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[#]: url: ( )
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[#]: subject: (Inter-process communication in Linux: Shared storage)
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[#]: via: (https://opensource.com/article/19/4/interprocess-communication-linux-storage)
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[#]: author: (Marty Kalin https://opensource.com/users/mkalindepauledu)
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Linux 下的进程间通信：共享存储
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学习在 Linux 中进程是如何与其他进程进行同步的。
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![Filing papers and documents][1]
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本篇是 Linux 下[进程间通信][2]（IPC）系列的第一篇文章。这个系列将使用 C 语言代码示例来阐明以下 IPC 机制：
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* 共享文件
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* 共享内存（使用信号量）
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* 管道（命名的或非命名的管道）
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* 消息队列
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* 套接字
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* 信号
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在聚焦上面提到的共享文件和共享内存这两个机制之前，这篇文章将复习一些核心的概念。
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### 核心概念
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_进程_ 是运行着的程序，每个进程都有着它自己的地址空间，这些空间由进程被允许获取的内存地址组成。进程有一个或多个执行 _线程_，而线程是一系列执行指令的集合： _单线程_ 进程就只有一个线程，而 _多线程_ 的进程则有多个线程。一个进程中的线程共享各种资源，特别是地址空间。另外，一个进程中的线程可以直接通过共享内存来进行通信，尽管某些现代语言（例如 Go）鼓励一种更有序的方式例如使用线程安全的通道。当然对于不同的进程，默认情况下，它们 _不_ 能共享内存。
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启动进程后进行通信有多种方法，下面所举的例子中主要使用了下面的两种方法：
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* 一个终端被用来启动一个进程，另外一个不同的终端被用来启动另一个。
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* 在一个进程（父进程）中调用系统函数 **fork**，以此生发另一个进程（子进程）。
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第一个例子采用了上面使用终端的方法。这些[代码示例][3]的 ZIP 压缩包可以从我的网站下载到。
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### 共享文件
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程序员对文件获取问题应该都已经很熟识了，包括许多坑（不存在的文件、文件权限损坏等等），这些问题困扰着程序对文件的使用。尽管如此，共享文件可能是最为基础的 IPC 机制了。考虑一下下面这样一个相对简单的例子，其中一个进程（_生产者_）创建和写入一个文件，然后另一个进程（_消费者_）从这个相同的文件中进行读取：
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```
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writes +-----------+ reads
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producer-------->| disk file |<-------consumer
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+-----------+
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```
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在使用这个 IPC 机制时最明显的挑战是 _竞争条件_ 可能会发生：生产者和消费者可能恰好在同一时间访问该文件，从而使得输出结果不确定。为了避免竞争条件的发生，该文件在处于 _读_ 或 _写_ 状态时必须以某种方式处于被锁状态，从而阻止在 _写_ 操作执行时和其他操作的冲突。在标准系统库中与锁相关的 API 可以被总结如下：
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* 生产者应该在写入文件时获得一个文件的排斥锁。一个 _排斥_ 锁最多被一个进程所拥有。这样就可以排除掉竞争条件的发生，因为在锁被释放之前没有其他的进程可以访问这个文件。
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||||
* 消费者应该在从文件中读取内容时得到至少一个共享锁。多个 _readers_ 可以同时保有一个 _共享_ 锁，但是没有 _writer_ 可以获取到文件内容，甚至在当一个单独的 _reader_ 保有一个共享锁时。
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共享锁可以提升效率。假如一个进程只是读入一个文件的内容，而不去改变它的内容，就没有什么原因阻止其他进程来做同样的事。但如果需要写入内容，则很显然需要文件有排斥锁。
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标准的 I/O 库中包含一个名为 **fcntl** 的实用函数，它可以被用来检查或者操作一个文件上的排斥锁和共享锁。该函数通过一个 _文件描述符_ （一个在进程中的非负整数值）来标记一个文件（在不同的进程中不同的文件描述符可能标记同一个物理文件）。对于文件的锁定， Linux 提供了名为 **flock** 的库函数，它是 **fcntl** 的一个精简包装。第一个例子中使用 **fcntl** 函数来暴露这些 API 细节。
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#### 示例 1. _生产者_ 程序
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```c
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#include <stdio.h>
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||||
#include <stdlib.h>
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||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <unistd.h>
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||||
|
||||
#define FileName "data.dat"
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||||
|
||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1); /* EXIT_FAILURE */
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
struct flock lock;
|
||||
lock.l_type = F_WRLCK; /* read/write (exclusive) lock */
|
||||
lock.l_whence = SEEK_SET; /* base for seek offsets */
|
||||
lock.l_start = 0; /* 1st byte in file */
|
||||
lock.l_len = 0; /* 0 here means 'until EOF' */
|
||||
lock.l_pid = getpid(); /* process id */
|
||||
|
||||
int fd; /* file descriptor to identify a file within a process */
|
||||
if ((fd = open(FileName, O_RDONLY)) < 0) /* -1 signals an error */
|
||||
report_and_exit("open to read failed...");
|
||||
|
||||
/* If the file is write-locked, we can't continue. */
|
||||
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); /* sets lock.l_type to F_UNLCK if no write lock */
|
||||
if (lock.l_type != F_UNLCK)
|
||||
report_and_exit("file is still write locked...");
|
||||
|
||||
lock.l_type = F_RDLCK; /* prevents any writing during the reading */
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("can't get a read-only lock...");
|
||||
|
||||
/* Read the bytes (they happen to be ASCII codes) one at a time. */
|
||||
int c; /* buffer for read bytes */
|
||||
while (read(fd, &c, 1) > 0) /* 0 signals EOF */
|
||||
write(STDOUT_FILENO, &c, 1); /* write one byte to the standard output */
|
||||
|
||||
/* Release the lock explicitly. */
|
||||
lock.l_type = F_UNLCK;
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("explicit unlocking failed...");
|
||||
|
||||
close(fd);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
上面 _生产者_ 程序的主要步骤可以总结如下：
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||||
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||||
* 这个程序首先声明了一个类型为 **struct flock** 的变量，它代表一个锁，并对它的 5 个域做了初始化。第一个初始化
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||||
```c
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||||
lock.l_type = F_WRLCK; /* exclusive lock */
|
||||
````
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||||
使得这个锁为排斥锁（_read-write_）而不是一个共享锁（_read-only_）。假如 _生产者_ 获得了这个锁，则其他的进程将不能够对文件做读或者写操作，直到 _生产者_ 释放了这个锁，或者显式地调用 **fcntl**，又或者隐式地关闭这个文件。（当进程终止时，所有被它打开的文件都会被自动关闭，从而释放了锁）
|
||||
* 上面的程序接着初始化其他的域。主要的效果是 _整个_ 文件都将被锁上。但是，有关锁的 API 允许特别指定的字节被上锁。例如，假如文件包含多个文本记录，则单个记录（或者甚至一个记录的一部分）可以被锁，而其余部分不被锁。
|
||||
* 第一次调用 **fcntl**
|
||||
```c
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||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
```
|
||||
尝试排斥性地将文件锁住，并检查调用是否成功。一般来说， **fcntl** 函数返回 **-1** （因此小于 0）意味着失败。第二个参数 **F_SETLK** 意味着 **fcntl** 的调用 _不是_ 堵塞的；函数立即做返回，要么获得锁，要么显示失败了。假如替换地使用 **F_SETLKW**（末尾的 **W** 代指 _等待_），那么对 **fcntl** 的调用将是阻塞的，直到有可能获得锁的时候。在调用 **fcntl** 函数时，它的第一个参数 **fd** 指的是文件描述符，第二个参数指定了将要采取的动作（在这个例子中，**F_SETLK** 指代设置锁），第三个参数为锁结构的地址（在本例中，指的是 **& lock**）。
|
||||
* 假如 _生产者_ 获得了锁，这个程序将向文件写入两个文本记录。
|
||||
* 在向文件写入内容后，_生产者_ 改变锁结构中的 **l_type** 域为 _unlock_ 值：
|
||||
```c
|
||||
lock.l_type = F_UNLCK;
|
||||
```
|
||||
并调用 **fcntl** 来执行解锁操作。最后程序关闭了文件并退出。
|
||||
|
||||
#### 示例 2. _消费者_ 程序
|
||||
|
||||
```c
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||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
|
||||
#define FileName "data.dat"
|
||||
|
||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1); /* EXIT_FAILURE */
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
struct flock lock;
|
||||
lock.l_type = F_WRLCK; /* read/write (exclusive) lock */
|
||||
lock.l_whence = SEEK_SET; /* base for seek offsets */
|
||||
lock.l_start = 0; /* 1st byte in file */
|
||||
lock.l_len = 0; /* 0 here means 'until EOF' */
|
||||
lock.l_pid = getpid(); /* process id */
|
||||
|
||||
int fd; /* file descriptor to identify a file within a process */
|
||||
if ((fd = open(FileName, O_RDONLY)) < 0) /* -1 signals an error */
|
||||
report_and_exit("open to read failed...");
|
||||
|
||||
/* If the file is write-locked, we can't continue. */
|
||||
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); /* sets lock.l_type to F_UNLCK if no write lock */
|
||||
if (lock.l_type != F_UNLCK)
|
||||
report_and_exit("file is still write locked...");
|
||||
|
||||
lock.l_type = F_RDLCK; /* prevents any writing during the reading */
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("can't get a read-only lock...");
|
||||
|
||||
/* Read the bytes (they happen to be ASCII codes) one at a time. */
|
||||
int c; /* buffer for read bytes */
|
||||
while (read(fd, &c, 1) > 0) /* 0 signals EOF */
|
||||
write(STDOUT_FILENO, &c, 1); /* write one byte to the standard output */
|
||||
|
||||
/* Release the lock explicitly. */
|
||||
lock.l_type = F_UNLCK;
|
||||
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0)
|
||||
report_and_exit("explicit unlocking failed...");
|
||||
|
||||
close(fd);
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
```
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||||
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||||
相比于着重解释锁的 API，_消费者_ 程序会相对复杂一点儿。特别的，_消费者_ 程序首先检查文件是否被排斥性的被锁，然后才尝试去获得一个共享锁。相关的代码为：
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||||
```
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||||
lock.l_type = F_WRLCK;
|
||||
...
|
||||
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); /* sets lock.l_type to F_UNLCK if no write lock */
|
||||
if (lock.l_type != F_UNLCK)
|
||||
report_and_exit("file is still write locked...");
|
||||
```
|
||||
|
||||
在 **fcntl** 调用中的 **F_GETLK** 操作指定检查一个锁，在本例中，上面代码的声明中给了一个 **F_WRLCK** 的排斥锁。假如特指的锁不存在，那么 **fcntl** 调用将会自动地改变锁类型域为 **F_UNLCK** 以此来显示当前的状态。假如文件是排斥性地被锁，那么 _消费者_ 将会终止。（一个更健壮的程序版本或许应该让 _消费者_ _睡_ 会儿，然后再尝试几次。）
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||||
假如当前文件没有被锁，那么 _消费者_ 将尝试获取一个共享（_read-only_）锁（**F_RDLCK**）。为了缩短程序，**fcntl** 中的 **F_GETLK** 调用可以丢弃，因为假如其他进程已经保有一个 _读写_ 锁，**F_RDLCK** 的调用就可能会失败。重新调用一个 _只读_ 锁能够阻止其他进程向文件进行写的操作，但可以允许其他进程对文件进行读取。简而言之，共享锁可以被多个进程所保有。在获取了一个共享锁后，_消费者_ 程序将立即从文件中读取字节数据，然后在标准输出中打印这些字节的内容，接着释放锁，关闭文件并终止。
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下面的 **%** 为命令行提示符，下面展示的是从相同终端开启这两个程序的输出：
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```
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% ./producer
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||||
Process 29255 has written to data file...
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% ./consumer
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Now is the winter of our discontent
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||||
Made glorious summer by this sun of York
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||||
```
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||||
在本次的代码示例中，通过 IPC 传输的数据是文本：它们来自莎士比亚的戏剧《理查三世》中的两行台词。然而，共享文件的内容还可以是纷繁复杂的，任意的字节数据（例如一个电影）都可以，这使得文件共享变成了一个非常灵活的 IPC 机制。但它的缺点是文件获取速度较慢，因为文件的获取涉及到读或者写。同往常一样，编程总是伴随着折中。下面的例子将通过共享内存来做 IPC，而不是通过共享文件，在性能上相应的有极大的提升。
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### 共享内存
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对于共享内存，Linux 系统提供了两类不同的 API：传统的 System V API 和更新一点的 POSIX API。在单个应用中，这些 API 不能混用。但是， POSIX 方式的一个坏处是它的特性仍在发展中，并且依赖于安装的内核版本，这非常影响代码的可移植性。例如， 默认情况下，POSIX API 用 _内存映射文件_ 来实现共享内存：对于一个共享的内存段，系统为相应的内容维护一个 _备份文件_。在 POSIX 规范下共享内存可以被配置为不需要备份文件，但这可能会影响可移植性。我的例子中使用的是带有备份文件的 POSIX API，这既结合了内存获取的速度优势，又获得了文件存储的持久性。
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||||
下面的共享内存例子中包含两个程序，分别名为 _memwriter_ 和 _memreader_，并使用 _信号量_ 来调整它们对共享内存的获取。在任何时候当共享内存进入一个 _writer_ 的版图时，无论是多进程还是多线程，都有遇到基于内存的竞争条件的风险，所以，需要引入信号量来协调（同步）对共享内存的获取。
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||||
_memwriter_ 程序应当在它自己所处的终端首先启动，然后 _memreader_ 程序才可以在它自己所处的终端启动（在接着的十几秒内）。_memreader_ 的输出如下：
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```
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||||
This is the way the world ends...
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```
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在每个源程序的最上方注释部分都解释了在编译它们时需要添加的链接参数。
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||||
首先让我们复习一下信号量是如何作为一个同步机制工作的。一般的信号量也被叫做一个 _计数信号量_，因为带有一个可以增加的值（通常初始化为 0）。考虑一家租用自行车的商店，在它的库存中有 100 辆自行车，还有一个供职员用于租赁的程序。每当一辆自行车被租出去，信号量就增加 1；当一辆自行车被还回来，信号量就减 1。在信号量的值为 100 之前都还可以进行租赁业务，但如果等于 100 时，就必须停止业务，直到至少有一辆自行车被还回来，从而信号量减为 99。
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||||
_二元信号量_ 是一个特例，它只有两个值： 0 和 1。在这种情况下，信号量的表现为 _互斥量_（一个互斥的构造）。下面的共享内存示例将把信号量用作互斥量。当信号量的值为 0 时，只有 _memwriter_ 可以获取共享内存，在写操作完成后，这个进程将增加信号量的值，从而允许 _memreader_ 来读取共享内存。
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#### 示例 3. _memwriter_ 进程的源程序
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```c
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/** Compilation: gcc -o memwriter memwriter.c -lrt -lpthread **/
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <sys/mman.h>
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#include <sys/stat.h>
|
||||
#include <fcntl.h>
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||||
#include <unistd.h>
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#include <semaphore.h>
|
||||
#include <string.h>
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||||
#include "shmem.h"
|
||||
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||||
void report_and_exit(const char* msg) {
|
||||
[perror][4](msg);
|
||||
[exit][5](-1);
|
||||
}
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||||
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||||
int main() {
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int fd = shm_open(BackingFile, /* name from smem.h */
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O_RDWR | O_CREAT, /* read/write, create if needed */
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AccessPerms); /* access permissions (0644) */
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if (fd < 0) report_and_exit("Can't open shared mem segment...");
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ftruncate(fd, ByteSize); /* get the bytes */
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||||
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||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, /* let system pick where to put segment */
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||||
ByteSize, /* how many bytes */
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||||
PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
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||||
MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
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||||
fd, /* file descriptor */
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||||
0); /* offset: start at 1st byte */
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||||
if ((caddr_t) -1 == memptr) report_and_exit("Can't get segment...");
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[fprintf][7](stderr, "shared mem address: %p [0..%d]\n", memptr, ByteSize - 1);
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[fprintf][7](stderr, "backing file: /dev/shm%s\n", BackingFile );
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/* semahore code to lock the shared mem */
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sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
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O_CREAT, /* create the semaphore */
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AccessPerms, /* protection perms */
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0); /* initial value */
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if (semptr == (void*) -1) report_and_exit("sem_open");
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[strcpy][8](memptr, MemContents); /* copy some ASCII bytes to the segment */
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/* increment the semaphore so that memreader can read */
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if (sem_post(semptr) < 0) report_and_exit("sem_post");
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sleep(12); /* give reader a chance */
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/* clean up */
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munmap(memptr, ByteSize); /* unmap the storage */
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close(fd);
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sem_close(semptr);
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shm_unlink(BackingFile); /* unlink from the backing file */
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return 0;
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}
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```
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下面是 _memwriter_ 和 _memreader_ 程序如何通过共享内存来通信的一个总结：
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* 上面展示的 _memwriter_ 程序调用 **shm_open** 函数来得到作为系统协调共享内存的备份文件的文件描述符。此时，并没有内存被分配。接下来调用的是令人误解的名为 **ftruncate** 的函数
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```c
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ftruncate(fd, ByteSize); /* get the bytes */
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```
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它将分配 **ByteSize** 字节的内存，在该情况下，一般为大小适中的 512 字节。_memwriter_ 和 _memreader_ 程序都只从共享内存中获取数据，而不是从备份文件。系统将负责共享内存和备份文件之间数据的同步。
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||||
* 接着 _memwriter_ 调用 **mmap** 函数:
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```c
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||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, /* let system pick where to put segment */
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ByteSize, /* how many bytes */
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PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
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||||
MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
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||||
fd, /* file descriptor */
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||||
0); /* offset: start at 1st byte */
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||||
```
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||||
来获得共享内存的指针。（_memreader_ 也做一次类似的调用。） 指针类型 **caddr_t** 以 **c** 开头，它代表 **calloc**，而这是动态初始化分配的内存为 0 的一个系统函数。_memwriter_ 通过库函数 **strcpy**（string copy）来获取后续 _写_ 操作的 **memptr**。
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* 到现在为止， _memwriter_ 已经准备好进行写操作了，但首先它要创建一个信号量来确保共享内存的排斥性。假如 _memwriter_ 正在执行写操作而同时 _memreader_ 在执行读操作，则有可能出现竞争条件。假如调用 **sem_open**
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成功了：
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```c
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sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
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O_CREAT, /* create the semaphore */
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AccessPerms, /* protection perms */
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0); /* initial value */
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```
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||||
那么，接着写操作便可以执行。上面的 **SemaphoreName**（任意一个唯一的非空名称）用来在 _memwriter_ 和 _memreader_ 识别信号量。 初始值 0 将会传递给信号量的创建者，在这个例子中指的是 _memwriter_ 赋予它执行 _写_ 操作的权利。
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||||
* 在写操作完成后，_memwriter_ 通过调用 **sem_post** 函数将信号量的值增加到 1：
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```c
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||||
if (sem_post(semptr) < 0) ..
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```
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增加信号了将释放互斥锁，使得 _memreader_ 可以执行它的 _读_ 操作。为了更好地测量，_memwriter_ 也将从它自己的地址空间中取消映射，
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```c
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munmap(memptr, ByteSize); /* unmap the storage *
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```
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这将使得 _memwriter_ 不能进一步地访问共享内存。
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#### 示例 4. _memreader_ 进程的源代码
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```c
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/** Compilation: gcc -o memreader memreader.c -lrt -lpthread **/
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <sys/mman.h>
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#include <sys/stat.h>
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#include <fcntl.h>
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#include <unistd.h>
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#include <semaphore.h>
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#include <string.h>
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#include "shmem.h"
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void report_and_exit(const char* msg) {
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[perror][4](msg);
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[exit][5](-1);
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}
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int main() {
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int fd = shm_open(BackingFile, O_RDWR, AccessPerms); /* empty to begin */
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if (fd < 0) report_and_exit("Can't get file descriptor...");
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||||
/* get a pointer to memory */
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||||
caddr_t memptr = mmap(NULL, /* let system pick where to put segment */
|
||||
ByteSize, /* how many bytes */
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||||
PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
|
||||
MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
|
||||
fd, /* file descriptor */
|
||||
0); /* offset: start at 1st byte */
|
||||
if ((caddr_t) -1 == memptr) report_and_exit("Can't access segment...");
|
||||
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||||
/* create a semaphore for mutual exclusion */
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||||
sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
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||||
O_CREAT, /* create the semaphore */
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||||
AccessPerms, /* protection perms */
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||||
0); /* initial value */
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||||
if (semptr == (void*) -1) report_and_exit("sem_open");
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/* use semaphore as a mutex (lock) by waiting for writer to increment it */
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if (!sem_wait(semptr)) { /* wait until semaphore != 0 */
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int i;
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for (i = 0; i < [strlen][6](MemContents); i++)
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write(STDOUT_FILENO, memptr + i, 1); /* one byte at a time */
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sem_post(semptr);
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||||
}
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||||
/* cleanup */
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||||
munmap(memptr, ByteSize);
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close(fd);
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||||
sem_close(semptr);
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||||
unlink(BackingFile);
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||||
return 0;
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||||
}
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||||
```
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||||
_memwriter_ 和 _memreader_ 程序中，共享内存的主要着重点都在 **shm_open** 和 **mmap** 函数上：在成功时，第一个调用返回一个备份文件的文件描述符，而第二个调用则使用这个文件描述符从共享内存段中获取一个指针。它们对 **shm_open** 的调用都很相似，除了 _memwriter_ 程序创建共享内存，而 _memreader_ 只获取这个已经创建
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的内存：
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```c
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int fd = shm_open(BackingFile, O_RDWR | O_CREAT, AccessPerms); /* memwriter */
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||||
int fd = shm_open(BackingFile, O_RDWR, AccessPerms); /* memreader */
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```
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手握文件描述符，接着对 **mmap** 的调用就是类似的了：
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```c
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caddr_t memptr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
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```
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**mmap** 的第一个参数为 **NULL**，这意味着让系统自己决定在虚拟内存地址的哪个地方分配内存，当然也可以指定一个地址（但很有技巧性）。**MAP_SHARED** 标志着被分配的内存在进程中是共享的，最后一个参数（在这个例子中为 0 ） 意味着共享内存的偏移量应该为第一个字节。**size** 参数特别指定了将要分配的字节数目（在这个例子中是 512）；另外的保护参数（AccessPerms）暗示着共享内存是可读可写的。
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当 _memwriter_ 程序执行成功后，系统将创建并维护备份文件，在我的系统中，该文件为 _/dev/shm/shMemEx_，其中的 _shMemEx_ 是我为共享存储命名的（在头文件 _shmem.h_ 中给定）。在当前版本的 _memwriter_ 和 _memreader_ 程序中，下面的语句
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```c
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shm_unlink(BackingFile); /* removes backing file */
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```
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将会移除备份文件。假如没有 **unlink** 这个词，则备份文件在程序终止后仍然持久地保存着。
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_memreader_ 和 _memwriter_ 一样，在调用 **sem_open** 函数时，通过信号量的名字来获取信号量。但 _memreader_ 随后将进入等待状态，直到 _memwriter_ 将初始值为 0 的信号量的值增加。
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```c
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if (!sem_wait(semptr)) { /* wait until semaphore != 0 */
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```
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一旦等待结束，_memreader_ 将从共享内存中读取 ASCII 数据，然后做些清理工作并终止。
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共享内存 API 包括显式地同步共享内存段和备份文件。在这次的示例中，这些操作都被省略了，以免文章显得杂乱，好让我们专注于内存共享和信号量的代码。
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即便在信号量代码被移除的情况下，_memwriter_ 和 _memreader_ 程序很大几率也能够正常执行而不会引入竞争条件：_memwriter_ 创建了共享内存段，然后立即向它写入；_memreader_ 不能访问共享内存，直到共享内存段被创建好。然而，当一个 _写操作_ 处于混合状态时，最佳实践需要共享内存被同步。信号量 API 足够重要，值得在代码示例中着重强调。
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### 总结
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上面共享文件和共享内存的例子展示了进程是怎样通过 _共享存储_ 来进行通信的，前者通过文件而后者通过内存块。这两种方法的 API 相对来说都很直接。这两种方法有什么共同的缺点吗？现代的应用经常需要处理流数据，而且是非常大规模的数据流。共享文件或者共享内存的方法都不能很好地处理大规模的流数据。按照类型使用管道会更加合适一些。所以这个系列的第二部分将会介绍管道和消息队列，同样的，我们将使用 C 语言写的代码示例来辅助讲解。
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via: https://opensource.com/article/19/4/interprocess-communication-linux-storage
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作者：[Marty Kalin][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[FSSlc](https://github.com/FSSlc)
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校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]: https://opensource.com/users/mkalindepauledu
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[b]: https://github.com/lujun9972
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[1]: https://opensource.com/sites/default/files/styles/image-full-size/public/lead-images/documents_papers_file_storage_work.png?itok=YlXpAqAJ (Filing papers and documents)
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||||
[2]: https://en.wikipedia.org/wiki/Inter-process_communication
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||||
[3]: http://condor.depaul.edu/mkalin
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[4]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/perror.html
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[5]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/exit.html
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||||
[6]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/strlen.html
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||||
[7]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/fprintf.html
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||||
[8]: http://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/strcpy.html
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@ -1,89 +0,0 @@
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[#]: collector: (lujun9972)
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[#]: translator: (geekpi)
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[#]: reviewer: ( )
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[#]: publisher: ( )
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[#]: url: ( )
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[#]: subject: (Ping Multiple Servers And Show The Output In Top-like Text UI)
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[#]: via: (https://www.ostechnix.com/ping-multiple-servers-and-show-the-output-in-top-like-text-ui/)
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[#]: author: (sk https://www.ostechnix.com/author/sk/)
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ping 多台服务器并在类似 top 的文本 UI 中显示
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![Ping Multiple Servers And Show The Output In Top-like Text UI][1]
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不久前，我们写了篇关于 [**“fping”**][2] 的文章，该程序能使我们能够同时 ping 多台主机。与传统的 **“ping”** 不同，fping 不会等待一台主机的超时。它使用循环法，这表示它将 ICMP Echo 请求发送到一台主机，然后转到另一台主机，最后一次显示哪些主机开启或关闭。今天，我们将讨论一个名为 **“pingtop”** 的类似程序。顾名思义，它会一次 ping 多台服务器，并在类似 top 的终端 UI 中显示结果。它是用 **Python** 写的免费开源程序。
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### 安装 pingtop
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可以使用 pip 安装 pingtop，pip 是一个软件包管理器，用于安装用 Python 开发的程序。确保已在 Linux 中安装了 Python 3.7.x 和 pip。
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要在Linux上安装 pip，请参阅以下链接。
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* [**如何使用 pip 管理 Python 包**][3]
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安装 pip 后，运行以下命令安装 pingtop：
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```
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$ pip install pingtop
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```
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现在让我们继续使用 pingtop ping 多个系统。
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### ping 多台服务器并在类似 top 的终端 UI 中显示
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要 ping 多个主机/系统，请运行：
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```
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$ pingtop ostechnix.com google.com facebook.com twitter.com
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```
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现在，你将在一个漂亮的类似 top 的终端 UI 中看到结果，如下所示。
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![][4]
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使用 pingtop ping 多台服务器
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* * *
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**建议阅读：**
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* [**一些你可能想知道的替代 “top” 命令的程序**][5]
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* * *
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我个人目前没有使用 pingtop 的情况。但我喜欢在这个在文本界面中展示 ping 命令输出的想法。试试看它，也许有帮助。
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就是这些了。还有更多好东西。敬请期待！
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干杯！
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**资源：**
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* [**pingtop GitHub 仓库**][6]
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via: https://www.ostechnix.com/ping-multiple-servers-and-show-the-output-in-top-like-text-ui/
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作者：[sk][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[译者ID](https://github.com/译者ID)
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校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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||||
本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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||||
[a]: https://www.ostechnix.com/author/sk/
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[b]: https://github.com/lujun9972
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||||
[1]: https://www.ostechnix.com/wp-content/uploads/2019/04/pingtop-720x340.png
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||||
[2]: https://www.ostechnix.com/ping-multiple-hosts-linux/
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||||
[3]: https://www.ostechnix.com/manage-python-packages-using-pip/
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||||
[4]: http://www.ostechnix.com/wp-content/uploads/2019/04/pingtop-1.gif
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||||
[5]: https://www.ostechnix.com/some-alternatives-to-top-command-line-utility-you-might-want-to-know/
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||||
[6]: https://github.com/laixintao/pingtop
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