linux有幾種方式實現(xiàn)進程間通信

linux有幾種方式實現(xiàn)進程間通信？針對這個問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

進程概念：

進程是操作系統(tǒng)的概念，每當(dāng)我們執(zhí)行一個程序時，對于操作系統(tǒng)來講就創(chuàng)建了一個進程,在這個過程中，伴隨著資源的分配和釋放?？梢哉J(rèn)為進程是一個程序的一次執(zhí)行過程。

進程通信概念：

進程用戶空間是相互獨立的，一般而言是不能相互訪問的。但很多情況下進程間需要互相通信，來完成系統(tǒng)的某項功能。進程通過與內(nèi)核及其它進程之間的互相通信來協(xié)調(diào)它們的行為。

linux進程間通信的方式：

Linux進程間基本的通信方式主要有：管道(pipe)(包括匿名管道和命名管道)、信號(signal)、消息隊列(queue)、共享內(nèi)存、信號量和套接字。

下面分別介紹一下這幾種方式：

1、管道

管道的實質(zhì)是一個內(nèi)核緩沖區(qū)，管道的作用正如其名，需要通信的兩個進程在管道的兩端，進程利用管道傳遞信息。管道對于管道兩端的進程而言，就是一個文件，但是這個文件比較特殊，它不屬于文件系統(tǒng)并且只存在于內(nèi)存中。

2、信號

信號是軟件層次上對中斷機制的一種模擬，是一種異步通信方式，進程不必通過任何操作來等待信號的到達。信號可以在用戶空間進程和內(nèi)核之間直接交互，內(nèi)核可以利用信號來通知用戶空間的進程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。

3、消息隊列

消息隊列是消息的鏈表，具有特定的格式,存放在內(nèi)存中并由消息隊列標(biāo)識符標(biāo)識，并且允許一個或多個進程向它寫入與讀取消息

4、共享內(nèi)存

使得多個進程可以可以直接讀寫同一塊內(nèi)存空間，是針對其他通信機制運行效率較低而設(shè)計的。

為了在多個進程間交換信息，內(nèi)核專門留出了一塊內(nèi)存區(qū)，可以由需要訪問的進程將其映射到自己的私有地址空間。進程就可以直接讀寫這一塊內(nèi)存而不需要進行數(shù)據(jù)的拷貝，從而大大提高效率。

注意：共享內(nèi)存并未提供同步機制，在一個進程結(jié)束對共享內(nèi)存的寫操作之前，并無自動機制可以阻止另二個進程開始對它進行讀取。所以，我們通常需要用其他的機制來同步對共享內(nèi)存的訪問。

5、信號量

信號量實質(zhì)上就是一個標(biāo)識可用資源數(shù)量的計數(shù)器，它的值總是非負(fù)整數(shù)。而只有0和1兩種取值的信號量叫做二進制信號量（或二值信號量），可用用來標(biāo)識某個資源是否可用。

6、套接字

套接字是更為基礎(chǔ)的進程間通信機制，與其他方式不同的是，套接字可用于不同機器之間的進程間通信。

有兩種類型的套接字：基于文件的和面向網(wǎng)絡(luò)的。

（1）Unix套接字是基于文件的，并且擁有一個“家族名字”--AF_UNIX，它代表地址家族(address family)：UNIX。

（2）第二類型的套接字是基于網(wǎng)絡(luò)的，它也有自己的家族名字--AF_INET，代表地址家族(address family):INTERNET

不管采用哪種地址家族，都有兩種不同的套接字連接：面向連接的和無連接的。

（1）面向連接的套接字(SOCK_STREAM)

進行通信前必須建立一個連接，面向連接的通信提供序列化的、可靠地和不重復(fù)的數(shù)據(jù)交付，而沒有記錄邊界。

這意味著每條信息可以被拆分成多個片段，并且每個片段都能確保到達目的地，然后在目的地將信息拼接起來。

實現(xiàn)這種連接類型的主要協(xié)議是傳輸控制協(xié)議(TCP)。

（2）無連接的套接字(SOCK_DGRAM)

在通信開始之前并不需要建立連接，在數(shù)據(jù)傳輸過程中并無法保證它的順序性、可靠性或重復(fù)性。

然而，數(shù)據(jù)報確實保存了記錄邊界，這就意味著消息是以整體發(fā)送的，而并非首先分成多個片段。

由于面向連接的套接字所提供的保證，因此它們的設(shè)置以及對虛擬電路連接的維護需要大量的開銷。然而，數(shù)據(jù)報不需要這些開銷，即它的成本更加“低廉”。

實現(xiàn)這種連接類型的主要協(xié)議是用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)。

應(yīng)用場景：

• 數(shù)據(jù)傳輸：一個進程需要將它的數(shù)據(jù)發(fā)送給另一個進程，發(fā)送的數(shù)據(jù)量在一個字節(jié)到幾兆字節(jié)之間。

• 共享數(shù)據(jù)：多個進程想要操作共享數(shù)據(jù)，一個進程對共享數(shù)據(jù)的修改，別的進程應(yīng)該立刻看到。

• 通知事件：一個進程需要向另一個或一組進程發(fā)送消息，通知它（它們）發(fā)生了某種事件（如進程終止時要通知父進程）。

• 資源共享：多個進程之間共享同樣的資源。為了作到這一點，需要內(nèi)核提供鎖和同步機制。

• 進程控制：有些進程希望完全控制另一個進程的執(zhí)行（如Debug進程），此時控制進程希望能夠攔截另一個進程的所有陷入和異常，并能夠及時知道它的狀態(tài)改變。

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