8.1Linux下進程間通信概述

在上一章中，讀者已經知道了進程是一個程序的一次執(zhí)行。這里所說的進程一般是指運行在用戶態(tài)的進程，而由于處于用戶態(tài)的不同進程之間是彼此隔離的，就像處于不同城市的人們，它們必須通過某種方式來進行通信，例如人們現(xiàn)在廣泛使用的手機等方式。本章就是講述如何建立這些不同的通話方式，就像人們有多種通信方式一樣。

Linux下的進程通信手段基本上是從UNIX平臺上的進程通信手段繼承而來的。而對UNIX發(fā)展做出重大貢獻的兩大主力AT&T的貝爾實驗室及BSD（加州大學伯克利分校的伯克利軟件發(fā)布中心）在進程間的通信方面的側重點有所不同。前者是對UNIX早期的進程間通信手段進行了系統(tǒng)的改進和擴充，形成了“systemVIPC”，其通信進程主要局限在單個計算機內；后者則跳過了該限制，形成了基于套接口（socket）的進程間通信機制。而Linux則把兩者的優(yōu)勢都繼承了下來，如圖8.1所示。

圖8.1進程間通信發(fā)展歷程

n UNIX進程間通信（IPC）方式包括管道、FIFO以及信號。

n SystemV進程間通信（IPC）包括SystemV消息隊列、SystemV信號量以及SystemV共享內存區(qū)。

n Posix進程間通信（IPC）包括Posix消息隊列、Posix信號量以及Posix共享內存區(qū)。

現(xiàn)在在Linux中使用較多的進程間通信方式主要有以下幾種。

（1）管道（Pipe）及有名管道（namedpipe）：管道可用于具有親緣關系進程間的通信，有名管道，除具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關系進程間的通信。

（2）信號（Signal）：信號是在軟件層次上對中斷機制的一種模擬，它是比較復雜的通信方式，用于通知進程有某事件發(fā)生，一個進程收到一個信號與處理器收到一個中斷請求效果上可以說是一樣的。

（3）消息隊列（MessgeQueue）：消息隊列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊列SystemV消息隊列。它克服了前兩種通信方式中信息量有限的缺點，具有寫權限的進程可以按照一定的規(guī)則向消息隊列中添加新消息；對消息隊列有讀權限的進程則可以從消息隊列中讀取消息。

（4）共享內存（Sharedmemory）：可以說這是最有用的進程間通信方式。它使得多個進程可以訪問同一塊內存空間，不同進程可以及時看到對方進程中對共享內存中數(shù)據(jù)的更新。這種通信方式需要依靠某種同步機制，如互斥鎖和信號量等。

（5）信號量（Semaphore）：主要作為進程之間以及同一進程的不同線程之間的同步和互斥手段。

（6）套接字（Socket）：這是一種更為一般的進程間通信機制，它可用于網絡中不同機器之間的進程間通信，應用非常廣泛。

本章會詳細介紹前5種進程通信方式，對第6種通信方式將會在第10章中單獨介紹。