31、进程间通信（IPC）详解

进程间通信（IPC）详解

1. 进程间通信概述

进程间通信（IPC）是操作系统提供的一系列机制，用于实现同一系统内进程和线程之间的数据共享（如共享内存段）、信息与数据交换（如消息队列）以及对共享资源访问的同步（如信号量）。与基于网络的通信设施（如套接字和RPC接口）不同，IPC主要用于分布式系统内同一系统内的通信。早期的IPC机制源于AT&T Unix System V，大约在1983年引入了对共享内存、信号量和消息队列的支持，这三种IPC机制通常被称为System V IPC。后来，POSIX标准也发展出了类似的IPC特性，如POSIX信号量、共享内存和消息队列。虽然System V和POSIX IPC提供的功能相似，但它们使用不同的API，并且在内核中的实现方式也不同。

除了上述常见的IPC机制外，还有其他一些IPC方式，包括内存映射文件（mmap(2)）、命名管道（FIFOs）、Unix域套接字以及Solaris Doors（为同一系统上运行的线程提供类似RPC的功能）。每种IPC方法都有其特定的特点和功能，应用开发者需要根据具体需求选择最合适的机制。

2. 通用System V IPC支持

2.1 通用接口和结构

• xxxid_ds数据结构 ：每个IPC设施都有一个包含资源相关信息的数据结构，命名规则在三种接口中保持一致。例如，信号量对应semid_ds，共享内存对应shmid_ds，消息队列对应msgid_ds。
• 键和标识符 ：为了在进程间共享IPC资源，进程在发出get调用时必须能够唯一标识资源。IPC