[OS] Linux进程线程通信方式总结

Posted 2020-09-16

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Linux系统中的进程通信方式主要以下几种:

同一主机上的进程通信方式

   * UNIX进程间通信方式: 包括管道(PIPE), 有名管道(FIFO), 和信号(Signal)

   * System V进程通信方式：包括信号量(Semaphore), 消息队列(Message Queue), 和共享内存(Shared Memory)

网络主机间的进程通信方式

   * RPC: Remote Procedure Call 远程过程调用

   * Socket: 当前最流行的网络通信方式, 基于TCP/IP协议的通信方式.

 

各自的特点:

• 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(父子进程)的进程间使用。另外管道传送的是无格式的字节流，并且管道缓冲区的大小是有限的（管道缓冲区存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小）。
• 有名管道 (FIFO)： 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。
• 信号(Signal)： 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。
• 信号量(Semaphore)：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，其他进程也访问该资源。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。
• 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。
• 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。
• 套接字(Socket)： 套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同主机间的进程通信。

 

Linux系统中的线程通信方式主要以下几种:

*  锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁

   互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。

   使用条件变量可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

   读写锁允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。

*  信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量

*  信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理

 

线程间的通信目的主要是用于线程同步。所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。