进程间通信方式的分类

进程间通信方式总共可以分为七类，分别为有名管道，无名管道，信号，消息队列，共享内存，信号量，套接字（socket）。

1、有名管道FIFO：有名管道是一种半双工的通信方式，可以实现两个互不相关的进程之间的通信，并且在文件系统中可见，可以通过文件名找到。且遵循先进先出的原则，不支持lseek().

2、无名管道pipe:无名管道是一种半双工的通信方式，具有固定的读端fd[0]和写端fd[1]，且只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信，速度慢且容量有限；管道可以看成特殊的文件，读写可以使用文件IO中的read和write。

3、信号：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。

4、消息队列MessageQueue：消息队列是一种全双工的通信方式，消息队列由消息队列ID来唯一标识，消息丢列就是一个消息列表，用户可以在消息队列中添加消息、读取消息等。消息队列可以按照类型来发送/接收消息,相同类型先入先出,不同类型随意存取。

5、共享内存SharedMemory：共享内存是一种最为高效的通信方式，进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。为了在多个进程间交换数据，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。进程可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝，从而大大提高效率。由于多个进程共享一段内存，因此也需要某种同步机制，如互斥锁和信号量。

6、信号量Semaphore：一般与共享内存配合使用。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。

7、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，它可用于不同主机之前的进程通信。

详解

有名管道

特点

1.只能用于具有亲缘关系(父子进程/兄弟进程)的进程之间的通信,速度慢,容量有限

2.半双工的通信方式，具有固定的读端fd[0]和写端fd[1].

3.管道可以看成一种特殊的文件,对于它的读写我们实用文件IO中read和write

代码案例

实现从有名管道中读数据

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define FIFO "myfifo"
int main(void)
{
	//1.创建有名管道
         //管道文件不存在则新建，存在，返回	
	if(mkfifo(FIFO,O_CREAT|0777)<0 && errno!=EEXIST)
	{
		perror("mkfifo error");
		return -1;
	}
	printf("mkfifo ok\n");

	//2.打开有名管道
	//以只读方式打开文件
	int fd=open(FIFO,O_RDONLY);
	if(fd<0)
	{
		perror("file open error");
		return -1;
	}
	//3.读数据
	char buf[20]={'\0'};

	while(1)
	{
		memset(buf,'\0',sizeof(buf));
		read(fd,buf,sizeof(buf));//1.从有名管道读取到缓冲区

		printf("read:%s",buf); //2.将缓冲区的内容显示在终端
		if(strncmp(buf,"exit",4)==0) 
			break;

	}
	//4.关闭管道
	close(fd);
	return 0;
}

实现从有名管道中写数据

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define FIFO "myfifo"
int main(void)
{
	//1.创建有名管道
         //管道文件不存在则新建，存在，返回	
	if(mkfifo(FIFO,O_CREAT|0777)<0 && errno!=EEXIST)
	{
		perror("mkfifo error");
		return -1;
	}
	printf("mkfifo ok\n");

	//2.打开有名管道
	//以只写方式打开文件
	int fd=open(FIFO,O_WRONLY);
	if(fd<0)
	{
		perror("file open error");
		return -1;
	}
	//3.写入数据
	char buf[20]={'\0'};

	while(1)
	{
		printf("write:");
		fgets(buf,sizeof(buf),stdin); //1.从键盘写入到缓冲区
		
		write(fd,buf,strlen(buf)); //2.将缓冲区的内容写入到有名管道中
		if(strncmp(buf,"exit",4)==0) 
			break;

	}
	//4.关闭管道
	close(fd);
	return 0;
}

无名管道

特点

1.只能用于具有亲缘关系(父子进程/兄弟进程)的进程之间的通信,速度慢,容量有限

2.半双工的通信方式，具有固定的读端fd[0]和写端fd[1].

3.管道可以看成一种特殊的文件,对于它的读写我们实用文件IO中read和write

代码案例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
	//1.创建一个无名管道
	//1-1.定义一个包含两个元素的整形数组
	int fd[2]={0};

	//1-2.创建无名管道
	if(pipe(fd)<0)
	{
		perror("pipe error");
		return -1;
	}

	//创建成功之后，就有了固定读端(fd[0])和写端(fd[1])
	//2.创建子进程
	pid_t pid;
	pid=fork();
	
	if(pid<0)
	{
		perror("fork error");
		return -1;
	}else if(pid==0)
	{
		//子进程  fd[0]读端   fd[1] 写端
		//子进程发送：
		//  1.关闭读端
		close(fd[0]);
		char buf[20]={'\0'};
		//  2.发送数据
		while(1)
		{
		//	printf("child:");
			fgets(buf,sizeof(buf),stdin);  //1.将数据从键盘输入
			write(fd[1],buf,strlen(buf));                       //2.将数据写入到无名管道中
		}
	}else if(pid>0)
	{
		//父进程 fd[0] 读端  fd[1]写端
		//1.关闭写端
		close(fd[1]);
		char buf[20]={'\0'};
		//2.读取数据
		while(1)
		{
			//1.从无名管道读取到buf
			//printf("father:");
			read(fd[0],buf,sizeof(buf));
			//2.从buf显示中标准输出
			printf("father:%s",buf);
		}
	}
}

信号

特点

信号是一种异步通信方式。

信号产生的方式

1、硬件产生(组合键)信号

以下三种均为硬件产生的信号

ctrl+c <>SIGINT

ctrl+z <>SIGTSTP

ctrl+\ <==>SIGQUIT

2、内核发送信号

捕获信号

1.执行默认操作

2.忽略信号即对信号不做任何处理，有两个信号不能忽略 SIGKILL SIGSTOP

消息队列

特点

1.消息队列由消息队列ID来唯一标识

2.消息队列就是一个消息的列表。用户可以在消息队列中添加消息、读取消息等。

3.消息队列可以按照类型来发送/接收消息,相同类型先入先出,不同类型随意存取。

4.全双工的一个通信方式

进程间的通信方式(含代码)进程间通信方式的分类详解尾

共享内存

特点

1.共享内存是一种最为高效的进程间通信方式，进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。

2.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。

3.进程就可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝，从而大大提高的效率。

4.由于多个进程共享一段内存，因此也需要依靠某种同步机制，如互斥锁和信号量等。

代码实现

利用共享内存的方式实现进程间通信

发送端

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
	//1.获得key值
	key_t key;
	key=ftok("./",12);

	//	system("ipcs -m");
	//	sleep(5);
	//2.创建共享内存
	//参数1：ftok()获得的key值
	//参数2：空间的大小 
	//参数3：不存在IPC_CREAT | 0777
	//IPC_EXCL

	int shmid=shmget(key,1024,IPC_CREAT|0600);
	if(shmid<0)
	{
		perror("shmget error");
		return -1;
	}
	printf("--------------------------------------------\n");
	//	system("ipcs -m");
	//	sleep(5);

	//3.映射共享内存区域，并返回映射后的首地址
	char * pShm=NULL;
	pShm=(char *)shmat(shmid,NULL,0);
	if(pShm==NULL)
	{
		perror("shmat error");
		return -1;
	}

	while(1){
		printf("write:");
		//4.直接给映射后的地址(共享内存)写入数据
		fgets(pShm,1024,stdin);
	}
	//	system("ipcs -m");
	//	sleep(5);

	//5.撤销共享内存
	shmdt(pShm);
	//6.删除共享内存
	//shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);

}

接收端

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
	//1.获得key值
	key_t key;
	key=ftok("./",12);

	//system("ipcs -m");
	//sleep(5);
	//2.创建共享内存
	//参数1：ftok()获得的key值
	//参数2：空间的大小 
	//参数3：不存在IPC_CREAT | 0777
	//IPC_EXCL

	int shmid=shmget(key,1024,IPC_CREAT|0600);
	if(shmid<0)
	{
		perror("shmget error");
		return -1;
	}
	//printf("--------------------------------------------\n");
	//system("ipcs -m");
	//sleep(5);

	//3.映射共享内存区域，并返回映射后的首地址
	char * pShm=NULL;
	pShm=(char *)shmat(shmid,NULL,0);
	if(pShm==NULL)
	{
		perror("shmat error");
		return -1;
	}

	while(1){
		//4.从映射的空间内读取数据
		printf("%s",pShm);
	}
	//system("ipcs -m");
	//sleep(5);

	//5.撤销共享内存
	shmdt(pShm);
	//6.删除共享内存
	//	shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);

}

信号量

特点

信号量不能传递数据，一般和共享内存配合使用,实现共享内存同步。

无名信号量

sem_t sem1 信号量是共享的

sem_init() 初始化信号量

sem_wait() P操作 sem>0 -1操作 ==0 阻塞线程

sem_post() V操作 +1操作，同时唤醒阻塞的线程

有名信号量

代码实现

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <semaphore.h>

int main(void)
{
	//1.创建信号量1和2
	//参数1：名字
	//参数2：O_CREAT 不存在新建，存在返回
	//参数3：权限 八进制
	//参数2：信号量值
	//返回值：信号量指针
	sem_t * psem1=sem_open("aaa",O_CREAT,0666,1);
	sem_t * psem2=sem_open("bbb",O_CREAT,0666,0);

	while(1)
	{
		sem_wait(psem1);  //P操作
		printf("hello\n");
		sleep(1);
		sem_post(psem2); //V操作
	}
}

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <semaphore.h>

int main(void)
{
	//1.创建信号量1和2
	//参数1：名字
	//参数2：O_CREAT 不存在新建，存在返回
	//参数3：权限 八进制
	//参数2：信号量值
	//返回值：信号量指针
	sem_t * psem1=sem_open("aaa",O_CREAT,0666,1);
	sem_t * psem2=sem_open("bbb",O_CREAT,0666,0);

	while(1)
	{
		sem_wait(psem1);  //P操作
		printf("hello\n");
		sleep(1);
		sem_post(psem2); //V操作
	}
}

套接字（socket）

由于此套接字为网络编程的内容，后期会更新相关知识，再次不做解释，忘谅解。

尾

以上为自己对进程间通信方式内容的理解，有不足之处还请大佬们在评论区指正出来，我后期改正。

进程间的通信方式(含代码)进程间通信方式的分类详解尾

进程间通信方式的分类

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有名管道

特点

相关函数

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无名管道

特点

相关函数

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信号

特点

信号产生的方式

相关函数

捕获信号

消息队列

特点

相关函数

共享内存

特点

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代码实现

信号量

特点

相关函数

代码实现

套接字（socket）

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