Linux进程编程5——进程间通信(IPC)概述

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1、为什么需要进程间通信?

(1)进程间通信(IPC)

  • 指的是2个任意进程之间的通信。

(2)同一个进程在一个地址空间中

  • 同一个进程的不同模块(不同函数、不同文件)之间的通信很简单
  • 很多时候都是全局变量、也可以通过函数形参实参传递)。

(3)2个不同的进程处于不同的地址空间,因此要互相通信很难。

2、什么样的程序设计需要进程间通信

(1)99%的程序不需要考虑进程间通信

  • 因为大部分程序都是单进程的(可以多线程);

(2)复杂、大型的程序

  • 因为设计的需要,必须设计成多进程程序(即设计成(多个进程同时工作来完成任务)的模式),常见的如GUI、服务器。

(3)结论:IPC技术在一般中小型程序中用不到,在大型程序中才会用到。

3、linux内核提供多种的进程间通信机制

(1)无名管道和有名管道

(2)SystemV IPC:信号量、消息队列、共享内存

(3)Socket域套接字

(4)信号

4、IPC的应用范围

(1)日常使用少,只有大型程序才能用上;

(2)更为复杂,属于linux应用编程中难度最大的部分;

(3)细节多;

(4)面试较少涉及,对找工作帮助不大;

(5)建议后续深入学习时再来实际写代码详细探讨

一、管道

1、管道(无名管道)

(1)管道通信的原理:内核维护的一块内存,有读端和写端(管道是单向通信的);

(2)管道通信的方法:父进程创建管道后fork子进程,子进程继承父进程的管道fd。

(3)管道通信的限制:只能在父子进程间通信、半双工。

(4)管道通信的函数:pipe、write、read、close。

2、有名管道(fifo)

(1)有名管道的原理:实质也是内核维护的一块内存,表现形式为一个有名字的文件。

(2)有名管道的使用方法:固定一个文件名,2个进程分别使用mkfifo创建fifo文件,然后分别open打开获取到fd,然后一个读一个写。

(3)管道通信限制:半双工(注意不限父子进程,任意2个进程都可)。

(4)管道通信的函数:mkfifo、open、write、read、close

二、SystemV IPC介绍

1、SystemV IPC的基本特点

(1)系统通过一些专用API来提供SystemV IPC功能;

(2)包含:信号量、消息队列、共享内存;

(3)其实质也是内核提供的公共内存;

2、消息队列

(1)本质上是一个队列,队列可以理解为(内核维护的一个)FIFO;

(2)工作时A和B2个进程进行通信,A向队列中放入消息,B从队列中读出消息。

3、信号量

(1)实质就是个计数器(其实就是一个可以用来计数的变量,可以理解为int a);

(2)通过计数值来提供互斥和同步。

4、共享内存

(1)大片内存直接映射;

(2)类似于LCD显示时的显存用法

5、剩余的2类IPC

(1)信号

(2)Unix域套接字:socket

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