进程间通信(IPC)——Unix域套接字 VS 网络套接字

Posted 2023-05-02

参考技术A

进程间通信就是不同进程间进行数据交换的过程。因为进程间相互独立，每个进程拥有独立的地址空间、数据处理逻辑，操作系统保证了进程独立运行的地址安全；但在复杂系统，单进程往往不能胜任业务需求，需要多进程的加入，多进程协作完成工作，这就离不开进程间通信这个话题了。

进程间通信有很多种方式，列举如下：

而进程间通信按进程分布情况可以 单机内的进程间通信 和 多机间远程调用的进程间通信 ，后者无需多讲，在分布式等大型系统中是非常常见的，而进行通信的方式主要是上述方法中的网络IPC，有非常多的资料介绍相关内容，不在本文的讨论范围之内。

本文主要讨论在 单机内进程间通信 中，Unix域套接字和TCP网络套接字的对比，后者属于网络IPC。

套接字是一种应用程序接口，包括了一个用C语言写成的应用程序开发库，主要用于实现进程间通讯，在计算机网络通讯方面被广泛使用。下面要讨论的网络套接字和Unix套接字均属于套接字。

在定义套接字类型的时候，网络套接字通常使用 AF_INET 进行定义；Unix域套接字则使用 AF_UNIX 进行定义。

套接字类型有三种，分别是流式套接字、数据报套接字和原始套接字。

流式套接字(SOCK_STREAM)：流式套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差错、无重复发送，并按顺序接收。流式套接字之所以能够实现可靠的数据服务，原因在于其使用了传输控制协议，即TCP（The Transmission Control Protocol）协议。

数据报套接字(SOCK_DGRAM)：数据报套接字提供了一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据。数据报套接字使用UDP（User Datagram Protocol）协议进行数据的传输。由于数据报套接字不能保证数据传输的可靠性，对于有可能出现的数据丢失情况，需要在程序中做相应的处理。

原始套接字(SOCK_RAW)：原始套接字(SOCKET_RAW)允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、 ICMP协议，它常用于检验新的协议实现，或者访问现有服务中配置的新设备，因为RAW SOCKET可以自如地控制Windows下的多种协议，能够对网络底层的传输机制进行控制，所以可以应用原始套接字来操纵网络层和传输层应用。比如，我们可以通过RAW SOCKET来接收发向本机的ICMP、IGMP协议包，或者接收TCP/IP栈不能够处理的IP包，也可以用来发送一些自定包头或自定协议的IP包。网络监听技术很大程度上依赖于SOCKET_RAW。

原始套接字与标准套接字（标准套接字指的是前面介绍的流式套接字和数据报套接字）的区别在于：原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，而流式套接字只能读取TCP协议的数据，数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此，如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字。

网络通信中通常都是使用网络套接字进行通信，可用于单机进程间通信和多机进程间通信，网络套接字由五元组来标识：(源地址、源端口、目标地址、目标端口、通信协议)，因而网络套接字在网络协议栈中属于传输层之上的内容。所以，在使用网络套接字通信的时候，传递内容需要经过完整的网络协议栈四层模型中的(传输层-网络层-网络访问层（数据链路层-物理层）)。

回想在协议栈当中，对于报文的处理有哪些操作。

Unix域套接字只能用于在同一个计算机的进程间进行通信。虽然网络套接字也可以用于单机进程间的通信，但是使用Unix域套接字效率会更高，因为Unix域套接字仅仅进行数据复制，不会执行在网络协议栈中需要处理的添加、删除报文头、计算校验和、计算报文顺序等复杂操作，因而在单机的进程间通信中，更加推荐使用Unix域套接字。

关于套接字的使用，资料很多，不再介绍。

这里拿网络套接字和Unix域套接字出来比较的原因是，很多人在进行单机多进程开发时没有注意到Unix域套接字的存在，而是使用了成本较高的网络套接字进行开发。Unix套接字在通信开销方面是很小的，因而在单机通信中更加推荐使用Unix域套接字。

原文链接

Lua中的进程间通信

【中文标题】Lua中的进程间通信

【英文标题】：Inter-process communication in Lua

【发布时间】：2012-07-23 06:15:34

【问题描述】：

我有两个应用程序（都是纯 Lua，在 Windows 上），它们应该能够相互通信。我成功使用了 luasocket TCP/IP 模块；但我想知道我可以使用哪些其他方法来实现这一点？

【参考方案1】：

Steve Donovan 的 winapi 库通过命名管道支持 IPC，类似于 Unix 域套接字。

示例可用here 和here。

【讨论】：

谢谢伙计。但我找不到任何“winapi.lua”模块导入我的应用程序（即需要“winapi.lua”）？？？

winapi 是一个 C 模块；您可以下载 DLL here。把它放在你的 package.cpath 中（print(package.cpath) 显示你可以使用哪些目录）并用require "winapi" 加载它。

【参考方案2】：

如果你想要多平台的东西，可以考虑 0MQ； Lua 绑定here

【参考方案3】：

我喜欢使用OiL 在应用程序之间进行通信。它非常易于使用，并且可以在多平台上使用（通过 CORBA）。

您可以创建一个简单的界面并创建结构化数据，这比自己解析消息更容易理解。