[系统运维]《Linux C编程完全解密》第10章 进程间通信（IPC）

更优秀的介绍： 进程间通信（IPC）介绍

1. 管道

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

匿名管道（pipe）是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在父子进程间使用。

通过匿名管道实现进程间通信的步骤如下：

• 父进程创建管道，得到两个?件描述符指向管道的两端
• 父进程fork出子进程，?进程也有两个?件描述符指向同?管道。
• 父进程关闭fd[0],子进程关闭fd[1]，即?进程关闭管道读端,?进程关闭管道写端（因为管道只支持单向通信）。?进程可以往管道?写,?进程可以从管道?读,管道是?环形队列实现的,数据从写端流?从读端流出,这样就实现了进程间通信。

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，这种方式我们成为高级管道方式。

有名管道 (named pipe) 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。

2. 信号

#include <signal.h>

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。

3. 信号量

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

Linux中信号量有两组接口：

1. POSIX技术规范，常用于线程
2. System V信号量，常用于进程

为了使信号量能够在进程间共享数据，需能够执行原子操作（一组操作不允许中断，要么全部执行，要么都不执行），信号量必须由内核提供。

Linux通过内核维护了一个semid_ds数据结构实例，定义在头文件linux/sem.h。
其中包含__kernel_time_t 数据结构。

• 信号量sv>0时，表示当前可用资源的数量
• 信号量sv=0时，表示当前可用资源已被占用

4. 共享内存

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

允许两个不相关的进程同时访问一块内存空间，如果一个进程向这段共享内存写了数据，其他进程就会立即看到。

由于共享内存机制本身不能处理同步问题，因此它长和其他通信机制（如信号量）结合使用。

Linux通过内核维护了一个shmid_ds数据结构实例，定义在头文件linux/shm.h。
其中包含__kernel_time_t、__kernel_ipc_pid_t 数据结构。

5. 消息队列

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

消息队列是一个存放在内核的消息链表，它允许一个或多个进程向它读写消息。

消息队列克服了信号量传递信息少，管道只能支持无格式字节流和缓冲区受限的缺陷，另外消息队列不需要进程自己来提供同步机制。

Linux用一个msg_queue结构来保存消息队列的队列头（链表的头指针）。

套接字通信

套接字（socket）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。

bind,listen,accept,connect,read,write,close