进程之间的通信的方式有哪些，他们之间的区别是什么！或者是忧缺点

Linux IPC机制详解
最新推荐文章于 2023-07-31 22:26:53 发布
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#ipc #进程通信 #linux的文件的操作 #linux

本文介绍了Linux上进程间通信(IPC)的主要机制，包括管道、FIFO、信号、消息队列等，并对比了它们的特点和适用场景。此外还讨论了Socket通信的优势及不同类型的IPC在系统中的持久性。

linux上面的IPC大多都是从UNIX上面继承而来。 
最初Unix IPC包括：管道、FIFO、信号。System V IPC包括：System V消息队列、System V信号灯、System V共享内存区。由于Unix版本的多样性，电子电气工程协会（IEEE）开发了一个独立的Unix标准，这个新的ANSI Unix标准被称为计算机环境的可移植性操作系统界面（PSOIX）。现有大部分Unix和流行版本都是遵循POSIX标准的，而Linux从一开始就遵循POSIX标准。Posix IPC包括： Posix消息队列、Posix信号灯、Posix共享内存区。 所以目前linux上面支持的IPC主要包括四类： 
1. UNIX早期IPC：管道、FIFO、信号； 
2. system V IPC：System V消息队列、System V信号灯、System V共享内存区； 
3. Posix IPC： Posix消息队列、Posix信号灯、Posix共享内存区； 
4. 基于socket的IPC；

    我们这一系列没有讲述信号灯相关内容，是因为信号灯是进程间以及同一进程不同线程之间的一种同步方式，我们这一系列把精力主要放在进程之间信息的交互上面，而同步与互斥的内容放在另一个系列，这样更便于知识的细化归类，各个击破。其实同步与互斥是进程间通信的一个很重要的内容，所以我们会立即在下一个系列详细讲解同步与互斥的内容。

下面分析一下我们这一系列文章各种IPC的特点：

  1. socket 
    a、使用socket通信的方式实现起来简单，可以使用因特网域和UNIX域来实现，使用因特网域可以实现不同主机之间的进出通信。 
    b、该方式自身携带同步机制，不需要额外的方式来辅助实现同步。 
    c、随进程持续。
  2. 共享内存 
    a、最快的一种通信方式，多个进程可同时访问同一片内存空间，相对其他方式来说具有更少的数据拷贝，效率较高。 
    b、需要结合信号灯或其他方式来实现多个进程间同步，自身不具备同步机制。 
    c、随内核持续，相比于随进程持续生命力更强。
  3. 管道 
    a、较早的一种通信方式，缺点明显：只能用于有亲缘关系进程之间的通信；只支持单向数据流，如果要双向通信需要多创建一个管道来实现。 
    b、自身具备同步机制。 
    c、随进程持续。
  4. FIFO 
    a、是有名管道，所以支持没有亲缘关系的进程通信。和共享内存类似，提供一个路径名字将各个无亲缘关系的进程关联起来。但是也需要创建两个描述符来实现双向通信。 
    b、自身具备同步机制。 
    c、随进程持续。
  5. 信号 
    a、这种通信可携带的信息极少。不适合需要经常携带数据的通信。 
    b、不具备同步机制，类似于中断，什么时候产生信号，进程是不知道的。
  6. 消息队列 
    a、与共享内存和FIFO类似，使用一个路径名来实现各个无亲缘关系进程之间的通信。消息队列相比于其他方式有很多优点：它提供有格式的字节流，减少了开发人员的工作量；消息具有类型（system V）或优先级（posix）。其他方式都没有这些优点。 
    b、具备同步机制。 
    c、随内核持续。

进程之间的通信方式有哪些？
HappySundlut的博客
09-07 1786
进程之间的通信方式 进程之间的通信方式主要有如下几种： 管道、命名管道、信号、信号量、消息队列、共享内存、套接字socket 管道 管道这种通讯方式有两种限制，一是半双工的通信，数据只能单向流动，二是只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。 管道可以分为两类：匿名管道和命名管道。匿名管道是单向的，只能在有亲缘关系的进程间通信；命名管道以磁盘文件的方式存在，可以实现本机任意两个进程通信。 信号 信号是一种比较复杂的通信方式，信号可以在任何时候发给某一进程，而无需知道该进程的状态。
进程之间究竟有哪些通信方式？
深海微澜
01-03 1100
参考了一个大牛的博客，文章通俗易懂，令人豁然开朗。大牛博客指路：https://blog.youkuaiyun.com/m0_37907797/article/details/103188294 我再记录一下... 我们都知道进程之间的通信方式有：管道、消息队列、共享内存、信号量、Socket。不过我这个知道，都是面试之前背来的，根本不理解...（通过读大神的文章，忽然理解了！） 下面来看下这几个分别是...
Linux c==几种进程间通信方式的特点对比 (22)
女王有颗钻石心
11-27 729
linux上面的IPC大多都是从UNIX上面继承而来。 最初Unix IPC包括：管道、FIFO、信号。System V IPC包括：System V消息队列、System V信号灯、System V共享内存区。由于Unix版本的多样性，电子电气工程协会（IEEE）开发了一个独立的Unix标准，这个新的ANSI Unix标准被称为计算机环境的可移植性操作系统界面（PSOIX）。现有
进程的通信方式及特点
cvan的小窝
07-12 1万+
进程通信的含义 进程是转入内存并准备执行的程序,每个程序都有私有的虚拟地址空间,由代码,数据以及它可利用的系统资源(如文件,管道)组成.多进程/多线程是windows操作系统的一个基本特征.Linux系统一般都统称为进程. 由于不同的进程运行在各自不同的内存空间中,其中一个进程对于变量的修改另一方是无法感知的,因此,进程之间的消息传递不能通过变量或其他数据结构直接进行,只能通过进程间通信来完成
mysql在linux环境下规则描述_linux下进程间通信系列（一、管道和命名管道）
weixin_30899789的博客
02-18 249
在本系列序中作者概述了 linux 进程间通信的几种主要手段。其中管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一，管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有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。 认清管道和有名管道的读写规则是在程序中应用它们的关键，本文在详细讨论了管道和有名管道的通信机制的基础上，用实例对其读写规则进行了程序验证，这样做有利于增强读...
凉了！张三同学没答好「进程间通信」，被面试官挂了....
小林coding
07-29 1万+
前言 开场小故事 炎炎夏日，张三骑着单车去面试花了 1 小时，一路上汗流浃背。 结果面试过程只花了 5 分钟就结束了，面完的时候，天还是依然是亮的，还得在烈日下奔波 1 小时回去。 面试五分钟，骑车两小时。 你看，张三因面试没准备好，吹空调的时间只有 5 分钟，来回路上花了 2 小时晒太阳，你说惨不惨？ 所以啊，炎炎夏日，为了能延长吹空调的时间，我们应该在面试前准备得更充分些，吹空调时间是要自己争取的。 很明显，在这一场面试中， 张三在进程间通信这一块没复习好，虽然列出了进程间通信的方式，但这只是..
Linux系统进程间8种通信方法的主要特点
prim_learn的博客
12-25 787
不同进程间拥有相互独立的资源，为了可以实现进程间的通信，Linux内核实际上提供了一系列的系统调用接口，部分函数库在这些系统调用上又进行封装实现库函数进行进程间的通信。 在此需要梳理一下这些方法的特点： 1.信号：本质上是异步通信，通常由某些错误产生，产生后一般默认处理是退出。不过可以用信号注册函数更改对某种信号的处理。 2.管道：特点是单向通讯（需要辨别阻塞与不阻塞模式下处理数据的特点）
浅谈Linux进程间通信方式及优缺点
09-15
本文将详细探讨几种常见的Linux进程间通信方式及其优缺点。 首先，管道（Pipe）是最早也是最简单的进程间通信方式之一。管道分为有名管道（ Named Pipe）和无名管道（Unnamed Pipe）。无名管道是一种半双工通信方式...
c# 如何实现不同进程之间的通信
12-16
这种方式适合跨语言的进程通信，但实现相对复杂。 3. **内存映射文件（Memory-Mapped Files）** 内存映射文件允许进程共享同一块内存区域，从而实现数据交换。这种方式高效且适用于大量数据的传输。以下是一个简单...
【003 操作系统】进程间通信方式有哪些？有什么优缺点？
kashine的博客
07-30 2256
管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。
进程间通信的各种方法以及优缺点和适用场景
Qxxx11的博客
01-20 972
每个进程的用户地址空间都是独立的，一般而言是不能相互访问的，但是所有的进程都共享一个内核空间，所以进程间想要通信就必须通过内核，那么进程间的通信方式有哪些呢？每种方式又有哪些缺点呢？适用在什么场景下呢？
linux进程间通讯的几种方式的特点和优缺点，和适用场合。
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@奮 鬥@的专栏
07-27 1万+
1.# 管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。# 有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。# 信号量( semop
linux进程间通信的方式及特点
dujunqiu的博客
07-31 363
1：信号 描述： 信号是linux上的一种软中断通信机制，可以向指定进程发送通知，总共有64种信号； 特点： 信号只能作为通知使用，没办法传递数据； 2：socket套接字 描述： 一种本地计算机内部进程通信方式，需要把链接的IP地址换成 127.0.0.1 的回环地址，数据再协议栈就转发，不会经过网卡； 特点： 可以在虚拟的回环网卡上抓到数据包，会被窃听； 3：匿名管道 描述： 匿名管道是内核中的一段缓冲区，提供读写两个接口；通过fork创建子进程之后，子进程会继承父进程的管道信息； 特点： 匿名管道是单
Linux进程间通信
weixin_65065429的博客
03-29 482
进程间通信(IPC,InterProcess Communication）是指在不同进程之间传播或交换信息。IPC的方式通常有管道（包括无名管道和命名管道）、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等，其中Socket和Streams不同主机上的两个进程IPC。（记住、需要背）每个信号都有一个名字和编号，这些名字都以“SIG”开头，例如“SIGIO ”、“SIGCHLD”等等。信号定义在signal.h头文件中，信号名都定义为正整数。具体的信号名称可以使用kill -l。
linux进程间通讯当时,Linux进程间通讯的几种方式(及比较)
weixin_42305634的博客
04-28 336
linux进程间通信(IPC)有几种方式，下面将将简单的简述一下：一。管道(pipe)管道是Linux支持的最初IPC方式，管道可分为无名管道，有名管道等。(一)无名管道，它具有几个特点：1) 管道是半双工的，只能支持数据的单向流动;两进程间需要通信时需要建立起两个管道;2) 无名管道使用pipe()函数创建，只能用于父子进程或者兄弟进程之间;3) 管道对于通信的两端进程而言，实质上是一种独立的文...
Linux-进程间通信（N）: 各种IPC的使用场景
weixin_30856725的博客
03-22 293
1. 管道：只能用于具有亲缘关系的进行通信，使用面相对较窄，实际开发中较少使用； 2. FIFO(命名管道)：可以用于任意进程间的通信，对于大块数据的传输效率较高，可应用于单进程大量数据传递，和多个进程向一个进程传递数据； 3. 信号：无法传递数据，而且信号的种类有限，只适用于完成一些简单的事件通知任务，如配置跟新信号通知，一个服务通过信号告知另一个服务自身状态； 4. 文件锁：不能用来传递...
Linux的常见IPC机制简介
Johan_Joe_King的博客
10-19 1653
IPC机制：Inter-Process Communication，进程间通信机制 本文简述的IPC机制有：管道pipe、命名管道FIFO、信号、信号量、消息队列、共享内存、内存映射 1、管道pipe pipe又叫无名管道，用于一个进程及其亲属进程（其父进程或子孙进程）之间通信，管道的本质其实是一个文件，但外部不能调用；管道的使用是单向的，一个进程从其一端写入，另一个进程从管道另一端读...
Linux IPC简单总结
一介码夫
09-11 1740
###Linux IPC### --------------- ##消息传递## - 信号： 非亲缘，传递信息少，只能是控制信息而不是数据信息   - 管道： 要亲缘，无边界字节流，先进先出，消耗掉就没了，没有窥探功能MSG_PEEK   - FIFO： 非亲缘，无边界字节流，先进先出，消耗掉就没了，没有窥探功能MSG_PEEK   - Socket： 非亲缘，边界可有可
进程间通信的方法有哪些？各自的优缺点是什么
最新发布
08-15
<think>在C语言中，进程间通信（IPC）是指多个进程之间进行数据交换和同步的机制。常见的IPC方法包括管道、命名管道（FIFO）、消息队列、信号量、共享内存和套接字等。下面我将详细介绍每种方法及其优缺点。 1. **管道（Pipe）** - **描述**：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动。通常用于具有亲缘关系的进程间通信（如父子进程）。 - **创建**：使用`pipe()`系统调用。 - **优点**：简单，易于使用。 - **缺点**：只能用于父子进程或兄弟进程之间；单向通信；传输的是无格式字节流，需要进程自己解析。 2. **命名管道（Named Pipe 或 FIFO）** - **描述**：命名管道是一种特殊类型的文件，存在于文件系统中，允许无亲缘关系的进程进行通信。 - **创建**：使用`mkfifo()`函数创建。 - **优点**：可用于无亲缘关系的进程；通过文件路径名进行访问。 - **缺点**：仍然是半双工；需要读写进程同时打开才能进行通信；传输的是字节流。 3. **消息队列（Message Queue）** - **描述**：消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列允许一个或多个进程向它写入与读取消息。 - **创建/操作**：使用`msgget()`, `msgsnd()`, `msgrcv()`等系统调用。 - **优点**：独立于发送和接收进程，即使进程终止，消息队列也不会被删除；可以按消息类型读取。 - **缺点**：消息大小有限制；队列长度有限制；不适合大容量数据的传输。 4. **信号量（Semaphore）** - **描述**：信号量主要用于进程间同步，避免资源访问冲突。它是一个计数器，用于控制多个进程对共享资源的访问。 - **创建/操作**：使用`semget()`, `semop()`等系统调用。 - **优点**：可以用于同步多个进程的操作；避免竞争条件。 - **缺点**：本身不传递数据，仅用于同步；使用相对复杂。 5. **共享内存（Shared Memory）** - **描述**：多个进程可以访问同一块内存区域。这是最快的IPC方式，因为数据不需要在进程间复制。 - **创建/操作**：使用`shmget()`, `shmat()`, `shmdt()`等系统调用。 - **优点**：速度非常快，因为数据直接共享，不需要复制。 - **缺点**：需要额外的同步机制（如信号量）来避免数据竞争；多个进程同时访问可能导致数据不一致。 6. **套接字（Socket）** - **描述**：套接字是一种网络通信机制，也可用于同一台机器上的进程间通信（本地套接字）。 - **创建/操作**：使用`socket()`, `bind()`, `listen()`, `accept()`, `connect()`等系统调用。 - **优点**：可用于不同主机间的进程通信；支持多种协议（如TCP、UDP）；支持双向通信。 - **缺点**：相对于其他IPC方式，开销较大；编程相对复杂。 总结： - 选择IPC方式时，需要考虑进程间的关系（是否有亲缘关系）、通信方向（单向/双向）、数据量大小、是否需要同步等因素。 - 对于需要高速通信的场景，共享内存是首选，但需要配合信号量等同步机制。 - 对于无亲缘关系的进程，命名管道、消息队列、共享内存和套接字都可以使用。 - 套接字是最通用的方式，但开销也最大。 下面是一个使用管道进行进程间通信的简单示例（父子进程）： ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <string.h> int main() { int fd[2]; // 文件描述符数组，fd[0]用于读，fd[1]用于写 pid_t pid; char read_buffer[100]; char write_buffer[] = "Hello, child process!"; // 创建管道 if (pipe(fd) == -1) { perror("pipe"); return 1; } // 创建子进程 pid = fork(); if (pid < 0) { perror("fork"); return 1; } if (pid > 0) { // 父进程 close(fd[0]); // 关闭读端 write(fd[1], write_buffer, strlen(write_buffer)+1); // 写入数据 close(fd[1]); // 关闭写端 } else { // 子进程 close(fd[1]); // 关闭写端 read(fd[0], read_buffer, sizeof(read_buffer)); // 读取数据 printf("Child process received: %s\n", read_buffer); close(fd[0]); // 关闭读端 } return 0; } ``` 这个例子中，父进程通过管道向子进程发送一条消息。注意，管道是半双工的，所以我们在父进程中关闭读端，在子进程中关闭写端。 §§相关问题§§: 1. 管道和命名管道的主要区别是什么？ 2. 在共享内存中，为什么需要同步机制？通常使用什么同步机制？ 3. 消息队列和管道的区别是什么？ 4. 套接字用于本地进程间通信和网络通信时，有什么区别？</think>### 进程间通信（IPC）方法及优缺点 #### 1. **管道（Pipe）** - **实现方式**： 使用 `pipe()` 系统调用创建单向通信通道，适用于父子进程。 ```c #include <unistd.h> int fd[2]; pipe(fd); // fd[0]读端, fd[1]写端 ``` - **优点**： - 简单高效，适合单向数据流（如父子进程）。 - 自动同步（读阻塞直到有数据）。 - **缺点**： - 单向通信，只能用于亲缘关系进程。 - 传输的是无格式字节流，需额外解析。 - 缓冲区有限（通常 64KB）。 #### 2. **命名管道（FIFO）** - **实现方式**： 通过 `mkfifo()` 创建具名文件，无关进程可通过文件路径访问。 ```c #include <sys/stat.h> mkfifo("/tmp/myfifo", 0666); // 创建FIFO文件 ``` - **优点**： - 允许无关进程通信。 - 文件系统可见，调试方便。 - **缺点**： - 仍为单向通信（需两个FIFO实现双向）。 - 磁盘文件路径依赖，可能引发权限问题。 - 性能低于匿名管道。 #### 3. **消息队列** - **实现方式**： 使用 `msgget()`, `msgsnd()`, `msgrcv()` 系统调用。 ```c #include <sys/msg.h> int msgid = msgget(IPC_PRIVATE, 0666); // 创建队列 msgsnd(msgid, &msg, sizeof(msg), 0); // 发送消息 ``` - **优点**： - 支持消息类型过滤（按类型接收）。 - 独立于进程存在（内核持久化）。 - 支持双向通信。 - **缺点**： - 消息大小有限制（默认 8KB）。 - 系统级资源需手动清理（`ipcrm`）。 - 跨平台兼容性差。 #### 4. **共享内存** - **实现方式**： 通过 `shmget()` 创建，`shmat()` 附加到进程空间。 ```c #include <sys/shm.h> int shmid = shmget(IPC_PRIVATE, size, 0666); char *shm_ptr = shmat(shmid, NULL, 0); // 附加到进程 ``` - **优点**： - **速度最快**（直接内存访问）。 - 适合大数据量传输（如视频流）。 - **缺点**： - 需额外同步机制（如信号量）。 - 数据竞争风险高。 - 复杂的内存管理。 #### 5. **信号量** - **实现方式**： 使用 `semget()`, `semop()` 控制资源访问。 ```c #include <sys/sem.h> int semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0666); // 创建信号量 semop(semid, &sop, 1); // 操作信号量 ``` - **优点**： - 解决多进程资源竞争问题。 - 支持复杂同步逻辑。 - **缺点**： - 不直接传输数据（仅同步）。 - 使用复杂（需处理原子操作）。 - 系统资源需手动释放。 #### 6. **套接字（Socket）** - **实现方式**： 本地套接字使用 `AF_UNIX` 地址族。 ```c #include <sys/socket.h> int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)); ``` - **优点**： - 支持跨网络通信（`AF_INET`）。 - 双向通信，可靠性高（TCP）。 - 标准协议，跨平台兼容。 - **缺点**： - 开销大（协议栈处理）。 - 配置复杂（地址、端口管理）。 --- ### **总结对比表** | 方法 | 适用场景 | 速度 | 复杂度 | 数据格式 | 同步需求 | |--------------|-------------------|--------|--------|----------------|----------| | 管道 | 父子进程单向通信 | 快 | 低 | 字节流 | 自动 | | 命名管道 | 无关进程单向通信 | 中 | 中 | 字节流 | 手动 | | 消息队列 | 结构化消息传递 | 中 | 中 | 类型化消息 | 自动 | | 共享内存 | 大数据量高速共享 | 极快 | 高 | 原始内存 | 需同步 | | 信号量 | 进程同步 | 快 | 高 | 计数器 | 不适用 | | 套接字 | 跨网络/本地通信 | 慢 | 高 | 字节流/消息 | 自动 | ---
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