Linux 线程间通信方式+进程通信方式

一时失言乱红尘 2023-07-10 11:10 24阅读 0赞

**1. linux下进程间通信的几种主要手段简介：**

1.  **管道（Pipe）及有名管道（named pipe）**：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有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（Signal）**：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；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）；
3.  **报文（Message）队列（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。
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.  **信号量（semaphore）**：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
6.  **套接口（Socket）**：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。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。

一般来说，linux下的进程包含以下几个关键要素：

*  有一段可执行程序；
 *  有专用的系统堆栈空间；
 *  内核中有它的控制块（进程控制块），描述进程所占用的资源，这样，进程才能接受内核的调度；
 *  具有独立的存储空间

**线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。**

**2. Linux系统中的线程间通信方式主要以下几种:**

\*  **锁机制**：包括互斥锁、条件变量、读写锁和自旋锁。

**互斥锁**确保同一时间只能有一个线程访问共享资源。当锁被占用时试图对其加锁的线程都进入阻塞状态(释放CPU资源使其由运行状态进入等待状态)。当锁释放时哪个等待线程能获得该锁取决于内核的调度。

**读写锁**当以写模式加锁而处于写状态时任何试图加锁的线程(不论是读或写)都阻塞，当以读状态模式加锁而处于读状态时“读”线程不阻塞，“写”线程阻塞。读模式共享，写模式互斥。

**条件变量**可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

**自旋锁**上锁受阻时线程不阻塞而是在循环中轮询查看能否获得该锁，没有线程的切换因而没有切换开销，不过对CPU的霸占会导致CPU资源的浪费。 所以自旋锁适用于并行结构(多个处理器)或者适用于锁被持有时间短而不希望在线程切换产生开销的情况。

\*  **信号量机制(Semaphore)**：包括无名线程信号量和命名线程信号量

\*  **信号机制(Signal)**：类似进程间的信号处理