Linux進程間基本的通信方式主要有：管道(pipe)(包括匿名管道和命名管道)、信號(signal)、消息隊列(queue)、共享內(nèi)存、信號量和套接字。

進程的概念

進程是操作系統(tǒng)的概念，每當我們執(zhí)行一個程序時，對于操作系統(tǒng)來講就創(chuàng)建了一個進程,在這個過程中，伴隨著資源的分配和釋放?？梢哉J為進程是一個程序的一次執(zhí)行過程。

進程通信的概念

進程用戶空間是相互獨立的，一般而言是不能相互訪問的。但很多情況下進程間需要互相通信，來完成系統(tǒng)的某項功能。進程通過與內(nèi)核及其它進程之間的互相通信來協(xié)調它們的行為。

進程通信的應用場景

數(shù)據(jù)傳輸：一個進程需要將它的數(shù)據(jù)發(fā)送給另一個進程，發(fā)送的數(shù)據(jù)量在一個字節(jié)到幾兆字節(jié)之間。

共享數(shù)據(jù)：多個進程想要操作共享數(shù)據(jù)，一個進程對共享數(shù)據(jù)的修改，別的進程應該立刻看到。

通知事件：一個進程需要向另一個或一組進程發(fā)送消息，通知它(它們)發(fā)生了某種事件(如進程終止時要通知父進程)。

資源共享：多個進程之間共享同樣的資源。為了作到這一點，需要內(nèi)核提供鎖和同步機制。

進程控制：有些進程希望完全控制另一個進程的執(zhí)行(如Debug進程)，此時控制進程希望能夠攔截另一個進程的所有陷入和異常，并能夠及時知道它的狀態(tài)改變。

進程通信的方式

1.管道

管道分為有名管道和無名管道

無名管道是一種半雙工的通信方式,數(shù)據(jù)只能單向流動,而且只能在具有親緣關系的進程間使用.進程的親緣關系一般指的是父子關系。無明管道一般用于兩個不同進程之間的通信。當一個進程創(chuàng)建了一個管道,并調用fork創(chuàng)建自己的一個子進程后,父進程關閉讀管道端,子進程關閉寫管道端,這樣提供了兩個進程之間數(shù)據(jù)流動的一種方式。

有名管道也是一種半雙工的通信方式,但是它允許無親緣關系進程間的通信。

2.信號量

信號量是一個計數(shù)器,可以用來控制多個線程對共享資源的訪問.,它不是用于交換大批數(shù)據(jù),而用于多線程之間的同步.它常作為一種鎖機制,防止某進程在訪問資源時其它進程也訪問該資源.因此,主要作為進程間以及同一個進程內(nèi)不同線程之間的同步手段.

Linux提供了一組精心設計的信號量接口來對信號進行操作，它們不只是針對二進制信號量，下面將會對這些函數(shù)進行介紹，但請注意，這些函數(shù)都是用來對成組的信號量值進行操作的。它們聲明在頭文件sys/sem.h中。

semget函數(shù)

它的作用是創(chuàng)建一個新信號量或取得一個已有信號量

semop函數(shù)

它的作用是改變信號量的值

semctl函數(shù)

該函數(shù)用來直接控制信號量信息

3.信號

信號是一種比較復雜的通信方式,用于通知接收進程某個事件已經(jīng)發(fā)生.

4.消息隊列

消息隊列是消息的鏈表,存放在內(nèi)核中并由消息隊列標識符標識.消息隊列克服了信號傳遞信息少,管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等特點.消息隊列是UNIX下不同進程之間可實現(xiàn)共享資源的一種機制,UNIX允許不同進程將格式化的數(shù)據(jù)流以消息隊列形式發(fā)送給任意進程.對消息隊列具有操作權限的進程都可以使用msget完成對消息隊列的操作控制.通過使用消息類型,進程可以按任何順序讀信息,或為消息安排優(yōu)先級順序.

5.共享內(nèi)存

共享內(nèi)存就是映射一段能被其他進程所訪問的內(nèi)存,這段共享內(nèi)存由一個進程創(chuàng)建,但多個進程都可以訪問.共享內(nèi)存是最快的IPC(進程間通信)方式,它是針對其它進程間通信方式運行效率低而專門設計的.它往往與其他通信機制,如信號量,配合使用,來實現(xiàn)進程間的同步與通信.

6.套接字

socket，即套接字是一種通信機制，憑借這種機制，客戶/服務器(即要進行通信的進程)系統(tǒng)的開發(fā)工作既可以在本地單機上進行，也可以跨網(wǎng)絡進行。也就是說它可以讓不在同一臺計算機但通過網(wǎng)絡連接計算機上的進程進行通信。也因為這樣，套接字明確地將客戶端和服務器區(qū)分開來。

套接字的特性由3個屬性確定，它們分別是：域、類型和協(xié)議。