Linux进程间通信的各种方式及其比较
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。
进程间通信主要包括管道, 系统IPC(包括消息队列,信号量,共享存储), SOCKET.
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.
系统IPC的三种方式类同,都是使用了内核里的标识符来识别.
FAQ1: 管道与文件描述符,文件指针的关系?
答: 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. 管道描述符来类似于文件描述符. 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?
答: 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?
答: 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等.
FAQ4: WINDOS进程间通信与LINUX进程间通信的关系?
答: 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?/
答: 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.
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
流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
UNIX流SOCKET
N
Y
Y
N
UNIX数据包SOCKET
Y
Y
N
N
注:
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
参考资料:
[1] UNIX环境高级编程
[2] LINUX环境间进程通信---无名管道工作机制研究