简述Linux进程间通信的几种方式

Posted 2023-04-18

1、无名管道通信
无名管道(pipe)：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用，进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
2、高级管道通信
高级管道(popen)：将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动，则它算是当前程序的子进程，这种方式我们称为高级管道方式。
3、有名管道通信
有名管道(named pipe)：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
4、消息队列通信
消息队列(message
queue)：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
5、信号量通信
信号量(semophore)：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问，它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
6、信号
信号(sinal)：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
7、共享内存通信
共享内存(shared
memory)：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
8、套接字通信
套接字(socket)：套接字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。 参考技术A 进程间通讯进程间通信就是不同进程之间传播或交换信息，进程的用户空间是互相独立的，进程之间可以利用系统空间交换信息。
管道(pipe)管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动。如果要进行双工通信，需要建立两个管道。
管道只能在具有亲缘关系的进程间使用，例如父子进程或兄弟进程。
有名管道(named
pipe)
有名管道也是双半工的通信方式，但它允许无亲缘关系的进程间使用。
信号量(semophore)
信号量常用来作为一种锁机制来使用，它是一个记数器，用来控制多进程对共享资源的访问，防止多个进程同时访问一个共享资源。信号量主要用作为进程间或同一进程间不同线程之间的同步手段。
信号(sinal)
信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某些事件已经发生，要注意信号处理中调用的函数是否为信号安全。
消息队列(message
queue)
消息队列是由消息的链表组成，存放在内核中并由消息队列标识符标识。
共享内存(shared
memory)
共享内存就是映射一段被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，可由多个进程访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间通信方式的低运行效率而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
套接字(socket)
套接字也是进程间通信的一种方式，与其他方式不同的是，它可以用在不同主机间的进程通信（也是它的主要用途）。
几种方式的缺点
管道：
速度慢，容量有限，只能用于亲缘关系进程间通信。
有名管道：
同管道，不过允许无亲缘关系进程间通信。
消息队列：
容量受系统限制，队列中会遗留数据，读时要考虑到这些未读完的数据。
信号量：
主要用于同步，无法传递复杂的数据信息。

linuxC进程间通信的几种方式

1.管道，pipe()函数
　　实现最简单，实际为内核缓冲区的环形队列。
　　用于父子、兄弟等有血缘关系的进程间通信。
　　单向流动性，只能从管道读端读取，写端写入。
　　int fds[2];
　　pipe(fds);//传出参数，fd[0]为读端描述符，类似于stdin；fd[1]为写端描述符，类似于stdout
　　
2.命名管道，fifo()函数
　　Linux基础文件类型。
　　可用于无血缘关系的进程间通信。
　　可多个读端，多个写端。
　　mkfifo("test", 0777);//创建一个命名管道
　　int fd1 = open("test", O_WRONLY);write(fd1, buf, strlen(buf));//一个进程写入
　　int fd2 = open("test", O_RDONLY)read(fd2, buf, sizeof(buf));//另一个进程读取

3.文件，open()函数
　　fork创建的子进程，共享已打开的文件描述符。
　　多个进程打开同一文件。

4.共享存储映射，mmap()函数
　　借助文件创建映射内存。
　　进程间无血缘关系要求
　　void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
　　　　addr:映射区首地址，传NULL，内核自动分配
　　　　len：映射区大小
　　　　prot：映射区读写权限，可选PROT_READ,PROT_WRITE,PROT_READ|PROT_WRITE
　　　　flags:标志位，MAP_SHARED表示同步到文件，MAP_PRIVATE不同步到文件，MAP_ANONYMOUS/MAP_ANON匿名映射区
　　　　fd:文件描述符
　　　　offset：偏移量，从文件的开始偏移量多少开始映射。offset大小必须是4K整数倍
　　int munmap(void *addr, size_t len);//释放映射区
　　　　addr：映射区首地址，所以不能对映射区首地址进行++或者--操作
　　　　len：映射区大小
　　注意点：
　　　　映射区创建完后文件可以立即关闭。
　　　　用于创建映射区的文件大小不能为0。
　　　　映射区创建过程含有对文件的读操作，所以文件起码得有读权限吧。
　　　　偏移量offset必须是4K的整数倍，因为Linux页大小是4K
　　　　munmap的地址必须是mmap返回的地址，不能映射区地址进行++或者--操作
　　　　linux下创建匿名映射区使用MAP_SHARED、MAP_ANONYMOUS或者MAP_ANON参数和fd=-1即可，Unix下需要使用fd=open("/dev/zero",O_RDWR)。

5.信号量，signal()函数
　　开销最小

6.本地套接字，socket()函数
　　稳定性最好