進(jìn)程間通信之：Linux下進(jìn)程間通信概述

8.1Linux下進(jìn)程間通信概述

在上一章中，讀者已經(jīng)知道了進(jìn)程是一個(gè)程序的一次執(zhí)行。這里所說的進(jìn)程一般是指運(yùn)行在用戶態(tài)的進(jìn)程，而由于處于用戶態(tài)的不同進(jìn)程之間是彼此隔離的，就像處于不同城市的人們，它們必須通過某種方式來進(jìn)行通信，例如人們現(xiàn)在廣泛使用的手機(jī)等方式。本章就是講述如何建立這些不同的通話方式，就像人們有多種通信方式一樣。

Linux下的進(jìn)程通信手段基本上是從UNIX平臺(tái)上的進(jìn)程通信手段繼承而來的。而對(duì)UNIX發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的兩大主力AT&T的貝爾實(shí)驗(yàn)室及BSD（加州大學(xué)伯克利分校的伯克利軟件發(fā)布中心）在進(jìn)程間的通信方面的側(cè)重點(diǎn)有所不同。前者是對(duì)UNIX早期的進(jìn)程間通信手段進(jìn)行了系統(tǒng)的改進(jìn)和擴(kuò)充，形成了“systemVIPC”，其通信進(jìn)程主要局限在單個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)；后者則跳過了該限制，形成了基于套接口（socket）的進(jìn)程間通信機(jī)制。而Linux則把兩者的優(yōu)勢(shì)都繼承了下來，如圖8.1所示。

圖8.1進(jìn)程間通信發(fā)展歷程

n UNIX進(jìn)程間通信（IPC）方式包括管道、FIFO以及信號(hào)。

n SystemV進(jìn)程間通信（IPC）包括SystemV消息隊(duì)列、SystemV信號(hào)量以及SystemV共享內(nèi)存區(qū)。

n Posix進(jìn)程間通信（IPC）包括Posix消息隊(duì)列、Posix信號(hào)量以及Posix共享內(nèi)存區(qū)。

現(xiàn)在在Linux中使用較多的進(jìn)程間通信方式主要有以下幾種。

（1）管道（Pipe）及有名管道（namedpipe）：管道可用于具有親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信，有名管道，除具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。

（2）信號(hào)（Signal）：信號(hào)是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，它是比較復(fù)雜的通信方式，用于通知進(jìn)程有某事件發(fā)生，一個(gè)進(jìn)程收到一個(gè)信號(hào)與處理器收到一個(gè)中斷請(qǐng)求效果上可以說是一樣的。

（3）消息隊(duì)列（MessgeQueue）：消息隊(duì)列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊(duì)列SystemV消息隊(duì)列。它克服了前兩種通信方式中信息量有限的缺點(diǎn)，具有寫權(quán)限的進(jìn)程可以按照一定的規(guī)則向消息隊(duì)列中添加新消息；對(duì)消息隊(duì)列有讀權(quán)限的進(jìn)程則可以從消息隊(duì)列中讀取消息。

（4）共享內(nèi)存（Sharedmemory）：可以說這是最有用的進(jìn)程間通信方式。它使得多個(gè)進(jìn)程可以訪問同一塊內(nèi)存空間，不同進(jìn)程可以及時(shí)看到對(duì)方進(jìn)程中對(duì)共享內(nèi)存中數(shù)據(jù)的更新。這種通信方式需要依靠某種同步機(jī)制，如互斥鎖和信號(hào)量等。

（5）信號(hào)量（Semaphore）：主要作為進(jìn)程之間以及同一進(jìn)程的不同線程之間的同步和互斥手段。

（6）套接字（Socket）：這是一種更為一般的進(jìn)程間通信機(jī)制，它可用于網(wǎng)絡(luò)中不同機(jī)器之間的進(jìn)程間通信，應(yīng)用非常廣泛。

本章會(huì)詳細(xì)介紹前5種進(jìn)程通信方式，對(duì)第6種通信方式將會(huì)在第10章中單獨(dú)介紹。