《unix高级环境编程》进程间通信——进程间通信概述

骑猪看日落 2022-08-14 00:53 244阅读 0赞

进程通信（IPC）是处理一个多进程系统中各个进程之间的协调。进程通信就是指多个进程之间相互通信、交换信息的方法。进程通信的目的如下：

1.  数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程；
2.  共享数据：多个进程操作共享数据，若其中一个进程修改了共享数据，则其他进程立即可以看到修改后的数据；
3.  通知事件：一个进程要向另一个或一组进程发送消息，通知它们发生了某种事，例如进程终止时要通知父进程；
4.  资源共享：多个进程共享相同的资源，这需要内核提供锁或同步机制；
5.  进程控制：某些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。

Linux 进程间通信（IPC）由以下几部分发展而来：早期 UNIX 进程间通信、基于 System V 进程间通信、基于 Socket 进程间通信和 POSIX 进程间通信。

1.  UNIX 进程间通信方式包括：管道、FIFO、信号；
2.  System V 进程间通信方式包括：System V 消息队列、System V 信号量、System V 共享内存；
3.  POSIX 进程间通信包括：Posix 消息队列、Posix 信号量、Posix 共享内存；

下图是 Linux 进程间通信机制的形成：

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常见的进程间通信的方法有如下几种：其中套接字是用于远程通信，其他的是用于本地通信；

1.  管道及命名管道：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，命名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
2.  信号：信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；
3.  信号量：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段；
4.  共享内存：使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥；
5.  消息队列：消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消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点；
6.  套接字：更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信；

参考资料：

《UNIX高级环境编程》

《[深刻理解Linux进程间通信][Linux]》

《[Linux 进程间通信][Linux 1]》

[Center]: /images/20220810/5f0192e9eec14c658a2de9929b20fb93.png
[Linux]: http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/
[Linux 1]: http://read.pudn.com/downloads113/ebook/470525/linux%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E9%97%B4%E9%80%9A%E4%BF%A1.pdf