Linux下进程通信的八种方法

Linux下进程通信的八种方法

Linux下进程通信的八种方法：管道(pipe)，命名管道(FIFO)，内存映射(mapped memeory)，消息队列(message queue)，共享内存(shared memory)，信号量(semaphore)，信号(signal)，套接字(Socket)
    (1) 管道（pipe）：管道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（FIFO）：类似于管道，但是它可以用于任何两个进程之间的通信，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，用于通知接收进程有某种事情发生，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signal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即能实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数的功能);
    (4) 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；
    (5) 消息队列（message queue）：消息队列是消息的连接表，包括POSIX消息对和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，管道只能成该无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点；
    (6) 信号量（semaphore）：信号量主要作为进程间以及同进程不同线程之间的同步手段；
    (7) 共享内存 （shared memory）：它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。这是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。它往往与其他通信机制，如信号量结合使用，以达到进程间的同步及互斥；
    (8) 套接字（Socket）：它是更为通用的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由UNIX系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其他类UNIX系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。

Windows与Linux下进程间通信技术比较

一般我们写的程序都是以单个进程的方式来运行的，比较少涉及到多进程。特别是在windows下，因为Windows是按照线程来分配CPU时间片的，线程是最小的调度单位，所以在Windows下更多的用到多线程，在同一个进程里创建多个线程来执行不同的任务，达到充分利用CPU的目的。线程之间可以共享进程的资源，比如内存、变量，但是多线程有一个不好的地方，由于这些线程是在同一个进程空间里执行，所以只要一个线程崩溃，整个进程也就崩溃了，程序就退出了。多进程由于是在不同的进程空间里，一个进程崩溃，不会影响到其它的进程，但是进程之间要交换信息的话，就比较麻烦了，不像多线程可以简单的通过一个全局变量来通讯。为了解决进程间交换信息的问题，所以操作系统提供了进程间通讯(IPC)的技术。

1、管道(Pipe)
一个进程往管道里写数据，另一个进程从管道里取数据。管道又可以分为匿名管道，匿名管道只能在父、子进程之间通讯。还有一种命名管道(named pipes)，Linux下叫做FIFO，命名管道可以在任意进程之间通讯。

2、油槽(Slot)
Linux下叫做消息队列(Message)。就像我们日常通过邮局寄送信件。一个进程寄送，另一个进程接收。

3、消息(Message)
Linux下叫做信号(Signal)。Windows是消息驱动的，进程可以调用WIN32 API函数SendMessage或者PostMessage向另一个进程发送消息，Windows系统也可以向进程发送消息。
Linux下可以通过kill、raise、alarm、pause这些信号处理系统调用来实现。

4、共享内存(Shared Memory)
进程之间通过共享一块内存的方式来交换数据。

5、Socket
通常我们使用socket来进行网络通讯，一方作为客户机，另一方作为服务器。同样的，socket也可以作为进程之间通讯的一种方式。

以上方式是Windows和Linux共有的通讯方式。Windows下进程之间还可以通过系统剪贴板的方式来通讯，一个进程把数据复制到剪贴板，另一个进程把数据从剪贴板上粘贴过来。

其实除了以上这些比较常用的通讯方式，个人认为还可以通过文件的方式。一个进程把数据写入文件，另一个进程从文件里读取数据。

当然还可以通过一个中间件的方式，比如Windows下的msmq(消息队列)中间件，Apache上也提供了一个用Java写的开源消息中间件Apache ActiveMQ。