Linux是一種免費使用和自由傳播的類Unix操作系統,其內核由林納斯·本納第克特·托瓦茲于1991年10月5日首次發(fā)布。它主要受到Minix和Unix思想的啟發(fā),是一個基于POSIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。Linux繼承了Unix以網絡為核心的設計思想,是一個性能穩(wěn)定的多用戶網絡操作系統。
Linux操作系統可以在各種計算機硬件設備中運行,如手機、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺、臺式計算機、大型機和超級計算機。Linux操作系統存在著許多不同的版本,但它們都使用了Linux內核。Linux可安裝在各種計算機硬件設備中,比如手機、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺、臺式計算機、大型機和超級計算機。
嚴格來講,Linux這個詞本身只表示Linux內核,但實際上人們已經習慣了用Linux來形容整個基于Linux內核,并且使用GNU工程各種工具和數據庫的操作系統。Linux存在著許多不同的發(fā)行版,如基于社區(qū)開發(fā)的Debian、ArchLinux,和基于商業(yè)開發(fā)的Red Hat Enterprise Linux、SUSE、Oracle Linux等。2022年11月20日,Linux提交了最后一批drm-intel-next功能補丁,Linux 6.2將迎來對英特爾銳炫獨顯的正式支持。
Linux進程間的通信方式主要包括以下幾種:管道(包括無名管道和命名管道)、消息隊列、信號量、共享內存、Socket(套接字)等。
管道(Pipe):管道是一種最基本的進程間通信方式,它允許一個進程將其輸出發(fā)送到另一個進程的輸入。管道是半雙工的,數據只能單向流動。在Linux中,有兩種類型的管道:匿名管道和命名管道。
匿名管道是創(chuàng)建進程時自動生成的,只能在具有親緣關系的進程之間使用。它由一個讀端和一個寫端組成,通過文件描述符進行訪問。寫進程將數據寫入管道,讀進程從管道中讀取數據。當讀進程讀取完數據后,寫進程會收到一個信號,表示可以關閉管道。
命名管道是通過文件系統中的一個特殊文件來實現的,可以在不具有親緣關系的進程之間使用。命名管道的使用方式與匿名管道類似,但是它有一個名字,可以通過這個名字在文件系統中找到它。
信號(Signal):信號是一種異步的通信方式,用于通知接收進程有某種事情發(fā)生。進程可以發(fā)送信號給其他進程,也可以發(fā)送信號給自己。Linux系統定義了許多不同的信號,如SIGINT、SIGTERM、SIGKILL等,每個信號都有不同的含義和處理方式。進程可以通過系統調用(如kill、raise等)來發(fā)送和接收信號。
消息隊列(Message Queue):消息隊列是消息的鏈表,存放在內存中并由消息隊列標識符標識。消息隊列允許一個或多個進程向它寫入與讀取消息。消息隊列具有消息優(yōu)先級、消息緩沖等功能,可以滿足不同進程對消息的需求。進程可以通過系統調用(如mq_open、mq_send、mq_receive等)來創(chuàng)建、發(fā)送和接收消息隊列。
共享內存(Shared Memory):共享內存允許兩個或更多的進程共享一塊給定的內存區(qū)域。它使得多個進程可以直接讀寫同一塊內存空間,是針對其他通信機制運行效率較低而設計的。共享內存需要解決的主要問題是同步和互斥,即如何保證多個進程正確地訪問和修改共享內存中的數據。進程可以通過系統調用(如shmget、shmat、shmdt等)來創(chuàng)建、映射和解除映射共享內存。
信號量(Semaphore):信號量是一個計數器,可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。它通常作為一種鎖機制,防止多個進程同時訪問某一共享資源。信號量的值表示可用資源的數量,進程在訪問共享資源前必須先獲取一個信號量。進程可以通過系統調用(如semget、semop、semctl等)來創(chuàng)建、操作和銷毀信號量。
套接字(Socket):套接字是一種端到端的通信方式,可以在不同機器間進行通信。它既可以用于本地進程間通信,也可以用于網絡通信。套接字通過IP地址和端口號來標識通信的雙方,可以實現全雙工的通信。進程可以通過系統調用(如socket、bind、listen、connect、send、recv等)來創(chuàng)建、綁定、監(jiān)聽、連接、發(fā)送和接收套接字。