進(jìn)程通信：

每個(gè)進(jìn)程各自有不同的用戶地址空間,任何一個(gè)進(jìn)程的全局變量在另一個(gè)進(jìn)程中都看不到,，所以進(jìn)程之間要交換數(shù)據(jù)必須通過內(nèi)核,在內(nèi)核中開辟一塊緩沖區(qū),進(jìn)程A把數(shù)據(jù)從用戶空間拷到內(nèi)核緩沖區(qū),進(jìn)程B再?gòu)膬?nèi)核緩沖區(qū)把數(shù)據(jù)讀走,內(nèi)核提供的這種機(jī)制稱為進(jìn)程間通信。

1 匿名管道通信

匿名管道( pipe )：管道是一種半雙工的通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng),，而且只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間使用。進(jìn)程的親緣關(guān)系通常是指父子進(jìn)程關(guān)系,。

// 需要的頭文件
#include <unistd.h>

// 通過pipe()函數(shù)來創(chuàng)建匿名管道
// 返回值：成功返回0,，失敗返回-1
// fd參數(shù)返回兩個(gè)文件描述符
// fd[0]指向管道的讀端，fd[1]指向管道的寫端
// fd[1]的輸出是fd[0]的輸入,。
int pipe (int fd[2]);

通過匿名管道實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信的步驟如下：

• 父進(jìn)程創(chuàng)建管道,，得到兩個(gè)?件描述符指向管道的兩端
• 父進(jìn)程fork出子進(jìn)程，?進(jìn)程也有兩個(gè)?件描述符指向同?管道,。
• 父進(jìn)程關(guān)閉fd[0],子進(jìn)程關(guān)閉fd[1],，即?進(jìn)程關(guān)閉管道讀端,?進(jìn)程關(guān)閉管道寫端（因?yàn)楣艿乐恢С謫蜗蛲ㄐ牛?進(jìn)程可以往管道?寫,?進(jìn)程可以從管道?讀,管道是?環(huán)形隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的,數(shù)據(jù)從寫端流?從讀端流出,這樣就實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間通信。

詳細(xì)可參考文章：進(jìn)程間的通信方式——pipe（管道）

2 高級(jí)管道通信

高級(jí)管道(popen)：將另一個(gè)程序當(dāng)做一個(gè)新的進(jìn)程在當(dāng)前程序進(jìn)程中啟動(dòng),，則它算是當(dāng)前程序的子進(jìn)程,，這種方式我們成為高級(jí)管道方式。

3 有名管道通信

有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半雙工的通信方式,，但是它允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信,。

4 消息隊(duì)列通信

消息隊(duì)列( message queue ) ： 消息隊(duì)列是由消息的鏈表，存放在內(nèi)核中并由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí),。消息隊(duì)列克服了信號(hào)傳遞信息少,、管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點(diǎn)。

5 信號(hào)量通信

信號(hào)量( semophore ) ： 信號(hào)量是一個(gè)計(jì)數(shù)器,，可以用來控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問,。它常作為一種鎖機(jī)制,，防止某進(jìn)程正在訪問共享資源時(shí)，其他進(jìn)程也訪問該資源,。因此,，主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程內(nèi)不同線程之間的同步手段。

6 信號(hào)

信號(hào) ( sinal ) ： 信號(hào)是一種比較復(fù)雜的通信方式,，用于通知接收進(jìn)程某個(gè)事件已經(jīng)發(fā)生,。

7 共享內(nèi)存通信

共享內(nèi)存( shared memory ) ：共享內(nèi)存就是映射一段能被其他進(jìn)程所訪問的內(nèi)存，這段共享內(nèi)存由一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建,，但多個(gè)進(jìn)程都可以訪問,。共享內(nèi)存是最快的 IPC 方式，它是針對(duì)其他進(jìn)程間通信方式運(yùn)行效率低而專門設(shè)計(jì)的,。它往往與其他通信機(jī)制,，如信號(hào)兩，配合使用,，來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步和通信,。

8 套接字通信

套接字( socket ) ： 套接口也是一種進(jìn)程間通信機(jī)制，與其他通信機(jī)制不同的是,，它可用于不同機(jī)器間的進(jìn)程通信,。

之前寫過一個(gè)課程設(shè)計(jì)：基于Internet的Linux客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)通訊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

是利用sock通信實(shí)現(xiàn)的，可以參考一下,。

通信過程如下：

8.1命名socket

SOCK_STREAM 式本地套接字的通信雙方均需要具有本地地址,，其中服務(wù)器端的本地地址需要明確指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 類型的變量,。

8.2 綁定

SOCK_STREAM 式本地套接字的通信雙方均需要具有本地地址,，其中服務(wù)器端的本地地址需要明確指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 類型的變量,，將相應(yīng)字段賦值,，再將其綁定在創(chuàng)建的服務(wù)器套接字上，綁定要使用 bind 系統(tǒng)調(diào)用,，其原形如下：

int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);

其中 socket表示服務(wù)器端的套接字描述符,，address 表示需要綁定的本地地址，是一個(gè) struct sockaddr_un 類型的變量,，address_len 表示該本地地址的字節(jié)長(zhǎng)度,。

8.3 監(jiān)聽

服務(wù)器端套接字創(chuàng)建完畢并賦予本地地址值（名稱，本例中為Server Socket）后,，需要進(jìn)行監(jiān)聽,，等待客戶端連接并處理請(qǐng)求，監(jiān)聽使用 listen 系統(tǒng)調(diào)用,，接受客戶端連接使用accept系統(tǒng)調(diào)用,，它們的原形如下：

int listen(int socket, int backlog);

int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);

其中 socket 表示服務(wù)器端的套接字描述符,；backlog 表示排隊(duì)連接隊(duì)列的長(zhǎng)度（若有多個(gè)客戶端同時(shí)連接，則需要進(jìn)行排隊(duì)）,；address 表示當(dāng)前連接客戶端的本地地址,，該參數(shù)為輸出參數(shù)，是客戶端傳遞過來的關(guān)于自身的信息,；address_len 表示當(dāng)前連接客戶端本地地址的字節(jié)長(zhǎng)度,，這個(gè)參數(shù)既是輸入?yún)?shù)，又是輸出參數(shù),。

8.4 連接服務(wù)器

客戶端套接字創(chuàng)建完畢并賦予本地地址值后,，需要連接到服務(wù)器端進(jìn)行通信，讓服務(wù)器端為其提供處理服務(wù),。

對(duì)于SOCK_STREAM類型的流式套接字,，需要客戶端與服務(wù)器之間進(jìn)行連接方可使用。連接要使用 connect 系統(tǒng)調(diào)用,，其原形為

int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);

其中socket為客戶端的套接字描述符,，address表示當(dāng)前客戶端的本地地址，是一個(gè) struct sockaddr_un 類型的變量,，address_len 表示本地地址的字節(jié)長(zhǎng)度,。實(shí)現(xiàn)連接的代碼如下：

connect(client_sockfd, (struct sockaddr*)&client_address, sizeof(client_address));

8.5 相互發(fā)送接收數(shù)據(jù)

無論客戶端還是服務(wù)器,，都要和對(duì)方進(jìn)行數(shù)據(jù)上的交互,，這種交互也正是我們進(jìn)程通信的主題。一個(gè)進(jìn)程扮演客戶端的角色,，另外一個(gè)進(jìn)程扮演服務(wù)器的角色,，兩個(gè)進(jìn)程之間相互發(fā)送接收數(shù)據(jù)，這就是基于本地套接字的進(jìn)程通信,。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)要使用 write 和 read 系統(tǒng)調(diào)用,，它們的原形為：

int read(int socket, char *buffer, size_t len);
int write(int socket, char *buffer, size_t len);

其中 socket 為套接字描述符；len 為需要發(fā)送或需要接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,；

對(duì)于 read 系統(tǒng)調(diào)用,，buffer 是用來存放接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，即接收來的數(shù)據(jù)存入其中,，是一個(gè)輸出參數(shù),；

對(duì)于 write 系統(tǒng)調(diào)用，buffer 用來存放需要發(fā)送出去的數(shù)據(jù),，即 buffer 內(nèi)的數(shù)據(jù)被發(fā)送出去,，是一個(gè)輸入?yún)?shù)；返回值為已經(jīng)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,。

8.6 斷開連接

交互完成后,，需要將連接斷開以節(jié)省資源,，使用close系統(tǒng)調(diào)用，其原形為：

int close(int socket);

參考資料：

• 進(jìn)程間的通信方式——pipe（管道）
• Linux下socket編程實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)服務(wù)器通信的例子
• Linux進(jìn)程間套接字（Socket）通信
• 基于Internet的Linux客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)通訊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)