【IPC 进程间通信】常用进程间通信方式总结

一、什么是进程间通信?

进程间通信(IPC - Interprocess communication),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。


二、为什么需要进程间通信?

  • 数据传输:
    一个进程需要将它的数据发送给另一个进程,发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。

  • 共享数据:
    多个进程想要操作共享数据,一个进程对共享数据的修改,别的进程应该立刻看到。

  • 通知事件:
    一个进程需要向另外一个或一组进程发送消息,通知它或它们发生了某种事件。例如父进程启动了一个子进程,它不知道这个子进程有没有正常启动完成,那么子进程就需要通知父进程,以及子进程终止时也要通知父进程。

  • 资源共享:
    多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点,需要内核提供锁和同步机制。

  • 进程控制:
    有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如 Debug 进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。


三、通信方式

  • 管道(pipe):
    管道,又称为匿名管道,是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

  • 有名管道(named pipe):
    有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

  • 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。

  • 信号量(semophore):
    信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其它进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

  • 消息队列(message queue):
    消息队列就是消息的一个链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。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缺点。

  • 共享内存(shared memory):
    共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是效率最高的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,比如信号,两个配合使用,来实现进程间的同步和通信。

  • 套接字(socket):
    套接字也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同机器间的进程通信。应用最多的就是 TCP/UDP 了。

另外,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”。


参考:

Qt 之进程间通信(IPC)


原文地址:https://www.cnblogs.com/linuxAndMcu/p/14575113.html