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分类: C/C++

2010-06-30 19:29:23

进程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息,那么不同进程之间存在着什么双方都可以访问的介质呢?进程的用户空间是互相独立的,一般而言是不能互相访问的,唯一的例外是共享内存区。但是,系统空间却是公共场所,所以内核显然可以提供这样的条件。除此以外,那就是双方都可以访问的外设了。在这个意义上,两个进程当然也可以通过磁盘上的普通文件交换信息,或者通过注册表或其它数据库中的某些表项和记录交换信息。广义上这也是进程间通信的手段,但是一般都不把这算作进程间通信。因为那些通信手段的效率太低了,而人们对进程间通信的要求是要有一定的实时性。

一.Linux下进程间通信的几种主要手段简介:

1.管道(Pipe)及有名管道(named pipe):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;

管道包括三种:1)普通管道PIPE, 通常有种限制,一是半双工,只能单向传输;二是只能在父子进程间使用. 2)流管道s_pipe: 去除了第一种限制,可以双向传输. 3)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.

2.信号(Signal):信号是比较复杂的通信方式,用于通知接受进程有某种事件发生,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sigal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为了实现可靠信号机制,又能够统一对外接口,用sigaction函数重新实现了signal函数);

3.报文(Message)队列(消息队列):消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列systemV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,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

4.共享内存: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。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制,如信号量结合使用,来达到进程间的同步及互斥。

5.信号量(semaphore):主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。

6.套接口(Socket):更为一般的进程间通信机制,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它类Unix系统上:LinuxSystem V的变种都支持套接字。

二.相关问题

FAQ1: 管道与文件描述符,文件指针的关系?

: 其实管道的使用方法与文件类似,都能使用read,write,open等普通IO函数. 管道描述符类似于文件描述符. 事实上, 管道使用的描述符, 文件指针和文件描述符最终都会转化成系统中SOCKET描述符. 都受到系统内核中SOCKET描述符的限制. 本质上LINUX内核源码中管道是通过空文件来实现.

FAQ2: 管道的使用方法?

: 主要有下面几种方法: 1)pipe, 创建一个管道,返回2个管道描述符.通常用于父子进程之间通讯. 2)popen, pclose: 这种方式只返回一个管道描述符,常用于通信另一方是stdin or stdout; 3)mkpipe: 命名管道, 在许多进程之间进行交互.

FAQ3: 管道与系统IPC之间的优劣比较?

: 管道: 优点是所有的UNIX实现都支持, 并且在最后一个访问管道的进程终止后,管道就被完全删除;缺陷是管道只允许单向传输或者用于父子进程之间.

 系统IPC: 优点是功能强大,能在毫不相关进程之间进行通讯; 缺陷是关键字KEY_T使用了内核标识,占用了内核资源,而且只能被显式删除,而且不能使用SOCKET的一些机制,例如select,epoll.

FAQ4: WINDOS进程间通信与LINUX进程间通信的关系?

: 事实上,WINDOS的进程通信大部分移植于UNIX, WINDOS的剪贴板,文件映射等都可从UNIX进程通信的共享存储中找到影子.

FAQ5: 进程间通信与线程间通信之间的关系?\

: 因为WINDOWS运行的实体是线程, 狭义上的进程间通信其实是指分属于不同进程的线程之间的通讯.而单个进程之间的线程同步问题可归并为一种特殊的进程通信.它要用到内核支持的系统调用来保持线程之间同步. 通常用到的一些线程同步方法包括:Event, Mutex, 信号量Semaphore, 临界区资源等.

三.进程间通信各种方式效率比较

类型

无连接

可靠

流控制

记录

消息类型优先级

普通PIPE

N

Y

Y

 

N

PIPE

N

Y

Y

 

N

命名PIPE(FIFO)

N

Y

Y

 

N

消息队列

N

Y

Y

 

Y

信号量

N

Y

Y

 

Y

共享存储

N

Y

Y

 

Y

UNIXSOCKET

N

Y

Y

 

N

UNIX数据包SOCKET

Y

Y

N

 

N

:无连接: 指无需调用某种形式的OPEN,就有发送消息的能力

流控制: 如果系统资源短缺或者不能接收更多消息,则发送进程能进行流量控制

 

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