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Linux操作系統進程間通信

日期:2017/2/7 9:24:56      編輯:Linux教程

Linux進程間通信(IPC)有幾種方式,下面將將簡單的簡述一下:

  一。管道(pipe)

  管道是Linux支持的最初IPC方式,管道可分為無名管道,有名管道等。

  (一)無名管道,它具有幾個特點:

  1) 管道是半雙工的,只能支持數據的單向流動;兩進程間需要通信時需要建立起兩個管道;

  2) 無名管道使用pipe()函數創建,只能用於父子進程或者兄弟進程之間;

  3) 管道對於通信的兩端進程而言,實質上是一種獨立的文件,只存在於內存中;

  4) 數據的讀寫操作:一個進程向管道中寫數據,所寫的數據添加在管道緩沖區的尾部;另一個進程在管道中緩沖區的頭部讀數據。

  (二)有名管道

  有名管道也是半雙工的,不過它允許沒有親緣關系的進程間進行通信。具體點說就是,有名管道提供了一個路徑名與之進行關聯,以FIFO(先進先出)的形式存在於文件系統中。這樣即使是不相干的進程也可以通過FIFO相互通信,只要他們能訪問已經提供的路徑。

  值得注意的是,只有在管道有讀端時,往管道中寫數據才有意義。否則,向管道寫數據的進程會接收到內核發出來的SIGPIPE信號;應用程序可以自定義該信號處理函數,或者直接忽略該信號。

  二。信號量(semophore)

  信號量是一種計數器,可以控制進程間多個線程或者多個進程對資源的同步訪問,它常實現為一種鎖機制。實質上,信號量是一個被保護的變量,並且只能通過初始化和兩個標准的原子操作(P/V)來訪問。(P,V操作也常稱為wait(s),signal(s))

  三。信號(Signal)

  信號是Unix系統中使用的最古老的進程間通信的方法之一。操作系統通過信號來通知某一進程發生了某一種預定好的事件;接收到信號的進程可以選擇不同的方式處理該信號,一是可以采用默認處理機制—進程中斷或退出,一是忽略該信號,還有就是自定義該信號的處理函數,執行相應的動作。

  內核為進程生產信號,來響應不同的事件,這些事件就是信號源。信號源可以是:異常,其他進程,終端的中斷(Ctrl-C,Ctrl+\等),作業的控制(前台,後台進程的管理等),分配額問題(cpu超時或文件過大等),內核通知(例如I/O就緒等),報警(計時器)。

  四。消息隊列(Message Queue)

  消息隊列就是消息的一個鏈表,它允許一個或者多個進程向它寫消息,一個或多個進程向它讀消息。Linux維護了一個消息隊列向量表:msgque,來表示系統中所有的消息隊列。

  消息隊列克服了信號傳遞信息少,管道只能支持無格式字節流和緩沖區受限的缺點。

  五。共享內存(shared memory)

  共享內存映射為一段可以被其他進程訪問的內存。該共享內存由一個進程所創建,然後其他進程可以掛載到該共享內存中。共享內存是最快的IPC機制,但由於linux本身不能實現對其同步控制,需要用戶程序進行並發訪問控制,因此它一般結合了其他通信機制實現了進程間的通信,例如信號量。

  五。套接字(socket)

  socket也是一種進程間的通信機制,不過它與其他通信方式主要的區別是:它可以實現不同主機間的進程通信。一個套接口可以看做是進程間通信的端點(endpoint),每個套接口的名字是唯一的;其他進程可以訪問,連接和進行數據通信。 

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