进程是一个独立的资源分配单元,不同进程(这里所说的进程通常指的是用户进程)之间的资源是独立的,没有关联,不能在一个进程中直接访问另一个进程的资源(例如打开的文件描述符)。

但是,进程不是孤立的,不同的进程需要进行信息的交互和状态的传递等,因此需要进程间通信。

进程间通信的目的:

  • 数据传输:一个进程需要将它的数据发送给另一个进程。
  • 通知事件:一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它(它们)发生了某种事件(如进程终止时要通知父进程)。
  • 资源共享:多个进程之间共享同样的资源。为了做到这一点,需要内核提供互斥和同步机制。
  • 进程控制:有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如 Debug 进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。

Linux 操作系统支持的主要进程间通信的通信机制:

进程通信的方式

管道( pipe ):

管道包括三种:

  • 普通管道PIPE:           通常有两种限制,一是单工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用.
  • 流管道s_pipe:              去除了第一种限制,为半双工,只能在父子或兄弟进程间使用,可以双向传输.
  • 命名管道:name_pipe:去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.

信号量( semophore ) :

  • 信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。
  • 它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。
  • 因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

消息队列( message queue ) :

  • 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。

信号 ( sinal ) :

  • 信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。

共享内存( shared memory ) :

  • 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。它往往与其他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。

套接字( socket ) :

  • 套解口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同机器间的进程通信。

 

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