第8章 进程间通信

c语言进程间通信的几种方法一、管道（Pipe）管道是一种半双工的通信方式，它可以在两个相关的进程之间传递数据。

具体而言，管道可以分为匿名管道（只能在父子进程之间使用）和有名管道（可以在不相关的进程之间使用）。

1. 匿名管道匿名管道主要通过pipe函数创建，它只能在具有亲缘关系的进程之间使用。

父进程调用pipe函数创建管道后，可以通过fork函数创建子进程，并通过管道进行通信。

父进程通过write函数将数据写入管道，子进程通过read函数从管道中读取数据。

2. 有名管道有名管道是一种特殊的文件，可以在不相关的进程之间进行通信。

创建有名管道可以使用mkfifo函数，在进程间通信时，一个进程以写的方式打开管道，另一个进程以读的方式打开管道，就可以进行数据的读写。

二、共享内存（Shared Memory）共享内存是一种高效的进程间通信方式，它可以在多个进程之间共享同一块物理内存区域。

具体而言，共享内存的创建过程包括创建共享内存区域、映射到进程的虚拟地址空间和访问共享内存。

1. 创建共享内存区域使用shmget函数创建共享内存区域，需要指定共享内存的大小和权限等参数。

2. 映射到进程的虚拟地址空间使用shmat函数将共享内存区域映射到进程的虚拟地址空间，使得进程可以通过访问内存的方式进行通信。

3. 访问共享内存通过对共享内存区域的读写操作，实现进程间的数据交换。

三、消息队列（Message Queue）消息队列是一种可以在不相关的进程之间传递数据的通信方式。

它是一种存放在内核中的消息链表，进程可以通过系统调用对消息进行发送和接收。

1. 创建消息队列使用msgget函数创建消息队列，需要指定消息队列的键值和权限等参数。

2. 发送消息使用msgsnd函数向消息队列中发送消息，需要指定消息队列的标识符和消息的类型等参数。

3. 接收消息使用msgrcv函数从消息队列中接收消息，需要指定消息队列的标识符、接收消息的缓冲区和接收消息的类型等参数。

• id //消息队列的描述符
• msgp //用来存放欲接收消息的用户数据结构的地址
• size //指示msgp中数据数组的大小
• type //为0接收该队列的第一个消息；为正，接收类型为 type的第一个消息；为负，接收小于或等于type绝对值 的最低类型的第一个消息
• flag //规定倘若该队列无消息，核心应当做什么事。若设 置 IPC_NOWAIT ， 则 立 即 返 回 ； 若 在 flag 中 设 置 MSG_NOERROR，且所接收的消息大学大于size，核心 截断所接收的消息。
1. Linux的共享存储区
• 创建或打开共享存储区(shmget)：依据用户给出的整数值key， 创建新区或打开现有区，返回一个共享存储区ID。
• 连接共享存储区(shmat)：连接共享存储区到本进程的地址空间， 可以指定虚拟地址或由系统分配，返回共享存储区首地址。父 进程已连接的共享存储区可被fork创建的子进程继承。
• 拆除共享存储区连接(shmdt)：拆除共享存储区与本进程地址空 间的连接。
• 共享存储区控制(shmctl)：对共享存储区进行控制。如：共享存 储区的删除需要显式调用shmctl(shmid, IPC_RMID, 0)；
• 头文件：sys/types.h, /sys/ipc.h, sys/shm.h
• flag // 本 身 由 操 作 允 许 权 和 控 制 命 令 值 相
“或”得到，如：IPC_CREAT|0400表示是否
该队列应被创建，IPC_EXCL|0400表示该队
列的创建应是互斥的。
• msgqid是该系统调用返回的描述符，失败则 返回－1
int msgsnd(int id, struct msgbuf *msgp,

进程通信的几种方法进程通信是指在操作系统中，不同的进程之间进行数据交换和信息传递的过程。

在现代操作系统中，进程通信是非常重要的，因为多个进程之间的协作可以提高系统的性能和效率。

本文将介绍几种常见的进程通信方法。

1.管道通信管道通信是一种单向、半双工的通信方式，通过创建一个管道，将一个进程的输出连接到另一个进程的输入，从而实现数据的传输。

管道通信一般用于具有父子关系的进程之间或者具有共同祖先的进程之间。

2.消息队列通信消息队列通信是一种通过操作系统内核来传递消息的机制。

进程可以将消息发送到消息队列，其他进程则可以从消息队列中接收消息。

消息队列通信具有高效、可靠、灵活等特点，常用于进程之间传递数据量较大的情况。

3.共享内存通信共享内存通信是一种进程间共享内存区域的方式。

多个进程可以访问同一块内存区域，从而实现数据的共享。

共享内存通信的优点是速度快，因为进程之间不需要进行数据的复制，但是需要进程之间进行同步和互斥操作，以避免数据的冲突。

4.信号量通信信号量通信是一种通过操作系统提供的信号量机制来实现进程间同步和互斥的方式。

进程可以通过信号量来进行互斥操作，以确保共享资源的安全访问。

信号量通信常用于进程之间共享资源的管理和同步。

5.套接字通信套接字通信是一种通过网络进行进程通信的方式，常用于不同主机之间的进程通信。

套接字通信可以通过TCP或UDP协议来实现，具有跨平台、可靠性高等特点。

总结起来，进程通信是操作系统中非常重要的一部分，不同的进程之间可以通过各种方式进行数据的交换和信息的传递。

管道通信、消息队列通信、共享内存通信、信号量通信和套接字通信是常见的几种进程通信方法。

不同的通信方法适用于不同的场景，开发人员需要根据具体需求选择合适的通信方式。

进程通信的正确使用可以提高系统的性能和效率，确保系统的稳定运行。

进程间通信 IPC interprocess communication1，管道,FIFO2, 信号3，消息队列4，共享类存5.文件映射6.socket（1）管道（Pipe）：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，允许一个进程和另一个与它有共同祖先的进程之间进行通信。

（2）命名管道（named pipe）：命名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。

命名管道在文件系统中有对应的文件名。

命名管道通过命令mkfifo或系统调用mkfifo来创建。

（3）信号（Signal）：信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）。

（4）消息（Message）队列：消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V 消息队列。

有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。

消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺（5）共享内存：使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。

是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。

往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。

（6）内存映射（mapped memory）：内存映射允许任何多个进程间通信，每一个使用该机制的进程通过把一个共享的文件映射到自己的进程地址空间来实现它。

（7）信号量（semaphore）：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。

（8）套接口（Socket）：更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。