78

问答题 78 /290

请问进程间怎么通信

参考答案

参考回答:

进程间通信主要包括管道、系统IPC(包括消息队列、信号量、信号、共享内存等)、以及套接字socket。

1.管道:

管道主要包括无名管道和命名管道:管道可用于具有亲缘关系的父子进程间的通信,有名管道除了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

1.1 普通管道PIPE:

1)它是半双工的(即数据只能在一个方向上流动),具有固定的读端和写端

2)它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信(也是父子进程或者兄弟进程之间)

3)它可以看成是一种特殊的文件,对于它的读写也可以使用普通的read、write等函数。但是它不是普通的文件,并不属于其他任何文件系统,并且只存在于内存中。

1.2 命名管道FIFO:

1)FIFO可以在无关的进程之间交换数据

2)FIFO有路径名与之相关联,它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中。


2. 系统IPC:

2.1 消息队列

消息队列,是消息的链接表,存放在内核中。一个消息队列由一个标识符(即队列ID)来标记。 (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特点)具有写权限得进程可以按照一定得规则向消息队列中添加新信息;对消息队列有读权限得进程则可以从消息队列中读取信息;

特点:

1)消息队列是面向记录的,其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。

2)消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时,消息队列及其内容并不会被删除。

3)消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。

2.2 信号量semaphore

信号量(semaphore)与已经介绍过的 IPC 结构不同,它是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。信号量用于实现进程间的互斥与同步,而不是用于存储进程间通信数据。

特点:

1)信号量用于进程间同步,若要在进程间传递数据需要结合共享内存。

2)信号量基于操作系统的 PV 操作,程序对信号量的操作都是原子操作。

3)每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1,而且可以加减任意正整数。

4)支持信号量组。

2.3 信号signal

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。

2.4 共享内存(Shared Memory)

它使得多个进程可以访问同一块内存空间,不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据得更新。这种方式需要依靠某种同步操作,如互斥锁和信号量等

特点:

1)共享内存是最快的一种IPC,因为进程是直接对内存进行存取

2)因为多个进程可以同时操作,所以需要进行同步

3)信号量+共享内存通常结合在一起使用,信号量用来同步对共享内存的访问


3. 套接字SOCKET:

socket也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同主机之间的进程通信。