- Linux下进程间通信的方式有:
- 管道
- 消息队列
- 信号
- 信号量
- 共享存储
- 套接字
一、管道
- 管道是半双工的,数据只能向一个方向流动;需要双方通信时,需要建立起两个管道
PIPE无名管道
详情参阅:https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/89376509
管道的实质是一个内核缓冲区:进程以先进先出的方式从缓冲区存取数据,管道一端的进程顺序的将数据写入缓冲区,另一端的进程则顺序的读出数据
该缓冲区可以看做是一个循环队列,读和写的位置都是自动增长的,不能随意改变,一个数据只能被读一次,读出来以后在缓冲区就不复存在了
当缓冲区读空或者写满时,有一定的规则控制相应的读进程或者写进程进入等待队列,当空的缓冲区有新数据写入或者满的缓冲区有数据读出来时,就唤醒等待队列中的进程继续读写
无名管道的特点:只支持单向数据流
只能用于具有亲缘关系的进程之间
没有名字
管道的缓冲区是有限的(管道只存在于内存中,在管道创建时,为缓冲区分配一个页面大小)
管道所传送的是无格式字节流,这就要求管道的读出方和写入方必须事先约定好数据的格式,比如多少字节算作一个消息(或命令,或记录)等等
FIFO命名管道
详情参阅:https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/89472561
匿名管道,由于没有名字,只能用于亲缘关系的进程间通信。为了克服这个缺点,提出了有名管道(FIFO)
FIFO是一种文件类型,其会创建管道文件让不同进程之间进行通信
二、消息队列
- 详情参阅: https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/90575054
- 消息队列 是消息的链接表 ,存储在内核中,由消息队列标识符标识
- 特点总结:
- 消息队列是消息的链表,具有特定的格式,存放在内存中并由消息队列标识符标识
- 消息队列允许一个或多个进程向它写入与读取消息
- 管道和消息队列的通信数据都是先进先出的原则
- 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。比FIFO更有优势
- 息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺
- 前主要有两种类型的消息队列:POSIX消息队列以及System V消息队列,系统V消息队列目前被大量使用。系统V消息队列是随内核持续的,只有在内核重启或者人工删除时,该消息队列才会被删除
三、信号
- 详情参阅: https://blog.csdn.net/qq_41453285/category_8841776.html
- 信号(Signals )是Unix系统中使用的最古老的进程间通信的方法之一。操作系统通过信号来通知进程系统中发生了某种预先规定好的事件(一组事件中的一个),它也是用户进程之间通信和同步的一种原始机制。一个键盘中断或者一个错误条件(比如进程试图访问它的虚拟内存中不存在的位置等)都有可能产生一个信号。Shell也使用信号向它的子进程发送作业控制信号
- 常见的信号有:
- SIGHUP:用户从终端注销,所有已启动进程都将收到该进程。系统缺省状态下对该信号的处理是终止进程
- SIGINT:程序终止信号。程序运行过程中,按Ctrl+C键将产生该信号
- SIGQUIT:程序退出信号。程序运行过程中,按Ctrl+键将产生该信号
- SIGKILL:用户终止进程执行信号。shell下执行kill -9发送该信号(该信号不能被捕获)
- SIGTERM:结束进程信号。shell下执行kill进程pid发送该信号(该信号可以被捕获)
- SIGALRM:定时器信号
- SIGCLD:子进程退出信号。如果其父进程没有忽略该信号也没有处理该信号,则子进程退出后将形成僵尸进程
- 信号是软件层次上对中断机制的一种模拟,是一种 异步通信方式
四、信号量
- 详情参阅: https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/90601316https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/90612787
- 信号量是一个计数器,用于多进程对共享数据的访问,信号量的意图在于 进程间同步
- 可以用来 处理生产者与消费者之间的关系
如果SV的值大于0,就将它减1;如果SV的值为0,则挂起进程的执行
V(SV):如果有其他进程因为等待SV而挂起,则唤醒之;如果没有,则将SV加1
例如:初始化时二进制信号量SV的值为1
此时进程A执行了P(SV)操作将SV减1,则进程B若再执行P(SV)则会被挂起
当A执行完离开关键代码段之后,并执行V(SV)操作将SV加1,则会唤醒进程B开始执行

五、共享存储
- 详情参阅: https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/90612807
- 共享存储允许两个或多个进程 共享一个给定的存储区
- 共享存储不属于某一特定进程,申请时是由系统提供的,大家都可以使用
- 因为数据不需要在进程之间复制,所以这是 最快的一种IPC结构: 为了在多个进程间交换信息,内核专门留出了一块内存区,可以由需要访问的进程将其 映射到自己的私有地址空间 。进程就可以直接读写这一块内存而不需要进行数据的拷贝,从而大大提高效率
- 重点: 父进程fork子进程或者exec执行一个新的程序。在子进程和新程序里面不会继承父进程之前使用的共享存储
因为共享存储大家都可以使用,所以当有多个进程对共享存储进行操作时,需要
控制好读写操作(也就是互斥操作)六、套接字
- 套接字是一种通信机制,凭借这种机制,客户/服务器(即要进行通信的进程)系统的开发工作 既可以在本地单机上进行,也可以跨网络进行
- 套接字的特性由3个属性确定:域,端口号,协议类型