进程间的通信方式有哪些?
进程间通信(IPC,InterProcess Communication)是指在不同进程之间传播或交换信息。IPC 的方式通常有管道(包括无名管道和命名管道)、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams 等。其中 Socket 和 Streams 支持不同主机上的两个进程 IPC。
管道
- 它是半双工的,具有固定的读端和写端;
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它只能用于父子进程或者兄弟进程之间的进程的通信;
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它可以看成是一种特殊的文件,对于它的读写也可以使用普通的 read、write 等函数。但是它不是普通的文件,并不属于其他任何文件系统,并且只存在于内存中。
命名管道
- FIFO 可以在无关的进程之间交换数据,与无名管道不同;
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FIFO 有路径名与之相关联,它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中。
消息队列
- 消息队列,是消息的链接表,存放在内核中。一个消息队列由一个标识符 ID 来标识;
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消息队列是面向记录的,其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级;
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消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时,消息队列及其内容并不会被删除;
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消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。
信号量
- 信号量(semaphore)是一个计数器。用于实现进程间的互斥与同步,而不是用于存储进程间通信数据;
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信号量用于进程间同步,若要在进程间传递数据需要结合共享内存;
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信号量基于操作系统的 PV 操作,程序对信号量的操作都是原子操作;
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每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1,而且可以加减任意正整数;
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支持信号量组。
共享内存
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共享内存(Shared Memory),指两个或多个进程共享一个给定的存储区;
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共享内存是最快的一种 IPC,因为进程是直接对内存进行存取。
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管道
匿名管道PIPE:
1. 它是半双工的,具有固定的读端和写端
2. 它只能用于具有亲缘关系的进程之前通信(父子进程,兄弟进程)
3. 它可以看成是一种特殊的文件,对于它的读写也可以使用普通的read、write函数。
但是它不是普通的文件,并不属于其他任何文件系统,并且只存在于内存中。
命名管道FIFO:
1. FIFO可以在无关的进程之间通信
2. FIFO有路径名与之关联,它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中。
消息队列(message queue)
消息的链表,存放在内核中。一个消息队列由一个标识符ID进行标识;
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。
消息队列是面向记录的,其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。
消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时,消息队列及其内容并不会被删除。
消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。
//A进程要给B进程发送消息,A进程把数据放在对应的消息队列后就正常返回,B进程需要的时候再去读取数据。
//具有写权限的进程可以按照一定的规则向消息队列中添加信息;对消息队列具有读权限的进程可以从消息队列中读取信息。
共享内存(shared memory)
它使得多个进程可以访问同一块内存空间,不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据的更新。
这种方式需要依赖于某种同步操作,如互斥锁和信号量等。
共享内存是最快的一种IPC,因为进程是直接对内存进行存取。
因为多个进程可以同时操作,所以需要进行同步。
信号量+共享内存通常结合在一起使用,信号量用来同步对共享内存的访问。
信号量semophere
信息量是一个计数器,用来控制多个进程对共享资源的访问。
信号量用于实现进程间的互斥与同步,而不是用于存储进程间通信数据。
信号量用于进程间同步,若要在进程间传递数据需要结合共享内存。
信号量基于操作系统的PV操作,程序对信号量的操作都是原子操作。
每次对信号量的PV操作不仅限于对信号量值+1或-1,而且可以加减任意正整数。
支持信号量组。
信号signal
比较复杂的通信方式,用于通知进程某个事件已经发生。
套接字socket
可用于不同主机间的进程通信;
信号
socket也是一种