管道&＃xff1a;

速度慢&＃xff0c;容量有限(64kB&＃xff0c;ulimit -a可以查询的pipe size 指的是一次性写入的大小限制)&＃xff0c;只有父子进程能通讯 半双工的(即数据只能在一个方向上流动)----(匿名管道)

int pipe(int fd[2]); // 返回值&＃xff1a;若成功返回0&＃xff0c;失败返回-1

当一个管道建立时&＃xff0c;它会创建两个文件描述符&＃xff1a;fd[0]为读而打开&＃xff0c;fd[1]为写而打开

要关闭管道只需将这两个文件描述符关闭即可。

单个进程中的管道几乎没有任何用处。所以&＃xff0c;通常调用 pipe 的进程接着调用 fork&＃xff0c;这样就创建了父进程与子进程之间的 IPC 通道

若要数据流从父进程流向子进程&＃xff0c;则关闭父进程的读端(fd[0])与子进程的写端(fd[1])&＃xff1b;反之&＃xff0c;则可以使数据流从子进程流向父进程

FIFO&＃xff1a;

任何进程间都能通讯&＃xff0c;但速度慢 (命名管道)&＃xff0c;慢主要是由于内核在读写都加了互斥锁

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

FIFO的通信方式类似于在进程中使用文件来传输数据&＃xff0c;只不过FIFO类型文件同时具有管道的特性。在数据读出时&＃xff0c;FIFO管道中同时清除数据&＃xff0c;并且“先进先出”

消息队列&＃xff1a;

容量受到系统限制&＃xff0c;且要注意第一次读的时候&＃xff0c;要考虑上一次没有读完数据的问题 (优点&＃xff0c;解耦&＃xff0c;异步&＃xff0c;削峰&＃xff0c;缺点&＃xff0c;中间队列不能挂掉&＃xff0c;消息的重复性)

int msgget(key_t key, int flag); // 创建或打开消息队列&＃xff1a;成功返回队列ID&＃xff0c;失败返回-1

int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag); // 添加消息&＃xff1a;成功返回0&＃xff0c;失败返回-1

int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag); // 读取消息&＃xff1a;成功返回消息数据的长度&＃xff0c;失败返回-1

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); // 控制消息队列&＃xff1a;成功返回0&＃xff0c;失败返回-1

在以下两种情况下&＃xff0c;msgget将创建一个新的消息队列&＃xff1a;

如果没有与键值key相对应的消息队列&＃xff0c;并且flag中包含了IPC_CREAT标志位。

key参数为IPC_PRIVATE。

函数msgrcv在读取消息队列时&＃xff0c;type参数有下面几种情况&＃xff1a;

type &＃61;&＃61; 0&＃xff0c;返回队列中的第一个消息&＃xff1b;

type > 0&＃xff0c;返回队列中消息类型为 type 的第一个消息&＃xff1b;

type <0&＃xff0c;返回队列中消息类型值小于或等于 type 绝对值的消息&＃xff0c;如果有多个&＃xff0c;则取类型值最小的消息。

可以看出&＃xff0c;type值非 0 时用于以非先进先出次序读消息。也可以把 type 看做优先级的权值

信号量&＃xff1a;

不能传递复杂消息&＃xff0c;只能用来同步

int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags); // 创建或获取一个信号量组&＃xff1a;若成功返回信号量集ID&＃xff0c;失败返回-1

int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops); // 对信号量组进行操作&＃xff0c;改变信号量的值&＃xff1a;成功返回0&＃xff0c;失败返回-1

int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...); // 控制信号量的相关信息

共享内存&＃xff1a;

能够很容易控制容量&＃xff0c;速度快&＃xff0c;但要保持同步&＃xff0c;比如一个进程在写的时候&＃xff0c;另一个进程要注意读写的问题&＃xff0c;相当于线程中的线程安全&＃xff0c;当然&＃xff0c;共享内存区同样可以用作线程间通讯&＃xff0c;不过没这个必要&＃xff0c;线程间本来就已经共享了同一进程内的一块内存

int shmget(key_t key, size_t size, int flag); // 创建或获取一个共享内存&＃xff1a;成功返回共享内存ID&＃xff0c;失败返回-1

void *shmat(int shm_id, const void *addr, int flag); // 连接共享内存到当前进程的地址空间&＃xff1a;成功返回指向共享内存的指针&＃xff0c;失败返回-1

int shmdt(void *addr); // 断开与共享内存的连接&＃xff1a;成功返回0&＃xff0c;失败返回-1

int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf); // 控制共享内存的相关信息&＃xff1a;成功返回0&＃xff0c;失败返回-1

二者本质上是类似的&＃xff0c;mmap可以看到文件的实体&＃xff0c;而 shmget 对应的文件在交换分区上的 shm 文件系统内&＃xff0c;无法直接 cat 查看

ipcs -m查看使用的共享内存

/proc/sys/kernel/shmmax 限制了共享内存的最大值

安全性&＃xff1a;mmap 方式对应的真实文件&＃xff0c;如果用户有权限即可查看&＃xff0c;甚至删除 shmget 方式其实也一样&＃xff0c;好了一层皮罢了(ipcrm -m …)

一致性&＃xff1a;mmap 方式下各进程映射文件的相同部分可以共享内存 shmget时各个进程共享同一片内存区 不建议使用交叠的方式使用 mmap

持续性&＃xff1a;进程挂了重启不丢失内容&＃xff0c;二者都可以做到 机器挂了重启&＃xff0c;mmap 可以不丢失内容(文件内保存了OS同步过的映像)&＃xff0c;而 shmget 会丢失

易用性&＃xff1a;mmap 的接口会简单一些

通用性&＃xff1a;posix 的 mmap 会相对广泛一些

其他&＃xff1a;mmap在某些内核版本下会频繁读写磁盘&＃xff0c;需要注意一下

共享内存的通信需要注意一个锁的问题&＃xff0c;多个进程读取同一块内存&＃xff0c;必然是需要同步加锁&＃xff0c;这个时候很多人会选择使用互斥锁&＃xff0c;使用互斥锁要是在加锁后进程crash&＃xff0c;那这块共享内存就废了&＃xff0c;互斥锁是只有加锁的线程才能释放&＃xff0c;其他线程释放不了&＃xff0c;在这里可以使用文件锁是个不错的选择&＃xff0c;因为文件锁在进程crash时&＃xff0c;操作系统会清理掉&＃xff0c;若有其他更好的方式欢迎留言区留言一起探讨一下

套接字

以上各种底层通信方式都是居于进程部署到同一台物理机的&＃xff0c;套接字是唯一一种支持不同主机通信的方式(rpc除外&＃xff0c;这个只是在socket上封装的一层调用)