12、进程间通信（IPC）机制：管道、FIFO、消息队列和共享内存

进程间通信（IPC）机制：管道、FIFO、消息队列和共享内存

在进程间通信（IPC）中，有多种机制可供选择，每种机制都有其特点和适用场景。本文将详细介绍管道（Pipes）、先进先出（FIFO）、消息队列（Message Queues）和共享内存（Shared Memory）这四种IPC机制，并提供相应的代码示例和操作步骤。

1. IPC机制概述

在进行进程间数据交换时，如果对数据交换量存在疑问，建议使用同步机制，如互斥锁（mutex）、信号量（semaphores）等。以下是四种IPC机制的简要介绍：
| IPC机制 | 通信模式 | 适用范围 | 数据传输 | 同步需求 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 管道（Pipes） | 半双工（需两个管道实现全双工） | 同一机器上的进程 | 数据在进程和内核空间之间复制 | 通常不需要，数据量超过 pipe_BUF 时需要 |
| 先进先出（FIFO） | 半双工（需两个FIFO实现全双工） | 同一机器或不同机器上的进程（基于文件） | 数据在进程和内核空间之间复制 | 数据量超过 pipe_BUF 时需要 |
| 消息队列（Message Queues） | - | 同一机器上的进程 | 数据在进程和内核空间之间复制 | 消息小于等于 pipe_BUF 时，Linux内核保证原子性，否则需要同步 |
| 共享内存（Shared Memory） | - | 同一机器上的进程 | 数据从内核空间复制到读写进程 | 需要同步机制（如互斥锁、信号量） |