進程間8種通信方式詳解

1 無名管道通信

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無名管道( pipe )：管道是一種半雙工的通信方式，數據只能單向流動，而且只能在具有親緣關系的進程間使用。進程的親緣關系通常是指父子進程關系。

2 高級管道通信

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高級管道(popen)：將另一個程序當做一個新的進程在當前程序進程中啟動，則它算是當前程序的子進程，這種方式我們成為高級管道方式。

3 有名管道通信

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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系進程間的通信。

4 消息隊列通信

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消息隊列( message queue ) ： 消息隊列是由消息的鏈表，存放在內核中並由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節流以及緩沖區大小受限等缺點。

5 信號量通信

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信號量( semophore ) ： 信號量是一個計數器，可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其他進程也訪問該資源。因此，主要作為進程間以及同一進程內不同線程之間的同步手段。

6 信號

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信號 ( sinal ) ： 信號是一種比較復雜的通信方式，用於通知接收進程某個事件已經發生。

7 共享內存通信

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共享內存( shared memory ) ：共享內存就是映射一段能被其他進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程創建，但多個進程都可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其他進程間通信方式運行效率低而專門設計的。它往往與其他通信機制，如信號兩，配合使用，來實現進程間的同步和通信。

8 套接字通信

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套接字( socket ) ： 套接口也是一種進程間通信機制，與其他通信機制不同的是，它可用於不同機器間的進程通信。

之前寫過一個課程設計：基於Internet的Linux客戶機/服務器系統通訊設計與實現

是利用sock通信實現的，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，將相應字段賦值，再將其綁定在創建的服務器套接字上，綁定要使用 bind 系統調用，其原形如下：

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

  
  
  
          
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其中 socket表示服務器端的套接字描述符，address 表示需要綁定的本地地址，是一個 struct sockaddr_un 類型的變量，address_len 表示該本地地址的字節長度。

8.3 監聽

服務器端套接字創建完畢並賦予本地地址值（名稱，本例中為Server Socket）后，需要進行監聽，等待客戶端連接並處理請求，監聽使用 listen 系統調用，接受客戶端連接使用accept系統調用，它們的原形如下：

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

  
  
  
          
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其中 socket 表示服務器端的套接字描述符；backlog 表示排隊連接隊列的長度（若有多個客戶端同時連接，則需要進行排隊）；address 表示當前連接客戶端的本地地址，該參數為輸出參數，是客戶端傳遞過來的關於自身的信息；address_len 表示當前連接客戶端本地地址的字節長度，這個參數既是輸入參數，又是輸出參數。

8.4 連接服務器

客戶端套接字創建完畢並賦予本地地址值后，需要連接到服務器端進行通信，讓服務器端為其提供處理服務。

對於SOCK_STREAM類型的流式套接字，需要客戶端與服務器之間進行連接方可使用。連接要使用 connect 系統調用，其原形為

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

  
  
  
          
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其中socket為客戶端的套接字描述符，address表示當前客戶端的本地地址，是一個 struct sockaddr_un 類型的變量，address_len 表示本地地址的字節長度。實現連接的代碼如下：

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

  
  
  
          
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8.5 相互發送接收數據

無論客戶端還是服務器，都要和對方進行數據上的交互，這種交互也正是我們進程通信的主題。一個進程扮演客戶端的角色，另外一個進程扮演服務器的角色，兩個進程之間相互發送接收數據，這就是基於本地套接字的進程通信。發送和接收數據要使用 write 和 read 系統調用，它們的原形為：

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

  
  
  
          
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其中 socket 為套接字描述符；len 為需要發送或需要接收的數據長度；

對於 read 系統調用，buffer 是用來存放接收數據的緩沖區，即接收來的數據存入其中，是一個輸出參數；

對於 write 系統調用，buffer 用來存放需要發送出去的數據，即 buffer 內的數據被發送出去，是一個輸入參數；返回值為已經發送或接收的數據長度。

8.6 斷開連接

交互完成后，需要將連接斷開以節省資源，使用close系統調用，其原形為：

int close(int socket);