我来说说进程间通信有哪几种方式

进程间通信有哪几种方式?不同进程之间是会进行相互传播或交换信息的,很多伙伴都很好奇,各进程之间是通过什么介质进行通信的呢?今天小编就给大家科普下进程间通信的方法。

进程间通信有哪几种方式?进程间通信的方法详解

前言:

进程间通信(IPC,Interprocess communication)是一组编程接口,让程序员能够协调不同的进程,使之能在一个操作系统里同时运行,并相互传递、交换信息。这使得一个程序能够在同一时间里处理许多用户的要求。因为即使只有一个用户发出要求,也可能导致一个操作系统中多个进程的运行,进程之间必须互相通话。IPC接口就提供了这种可能性。每个IPC方法均有它自己的优点和局限性,一般,对于单个程序而言使用所有的IPC方法是不常见的。

进程间通信的8种方法:

1、无名管道通信

无名管道( pipe ):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。

2、高级管道通信

高级管道(popen):将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动,则它算是当前程序的子进程,这种方式我们成为高级管道方式。

3、有名管道通信

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。

4、消息队列通信

消息队列( message queue ) : 消息队列是由消息的链表,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。

5、信号量通信

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,其他进程也访问该资源。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。

6、信号

信号 ( sinal ) : 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。

7、共享内存通信

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。共享内存是最快的 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,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。

8、套接字通信

套接字( socket ) : 套接口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。

之前写过一个课程设计:基于Internet的Linux客户机/服务器系统通讯设计与实现

是利用sock通信实现的,可以参考一下。

通信过程如下:

8.1命名socket

SOCK_STREAM 式本地套接字的通信双方均需要具有本地地址,其中服务器端的本地地址需要明确指定,指定方法是使用 struct sockaddr_un 类型的变量。

8.2 绑定

SOCK_STREAM 式本地套接字的通信双方均需要具有本地地址,其中服务器端的本地地址需要明确指定,指定方法是使用 struct sockaddr_un 类型的变量,将相应字段赋值,再将其绑定在创建的服务器套接字上,绑定要使用 bind 系统调用,其原形如下:

01int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);复制代码int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);

其中 socket表示服务器端的套接字描述符,address 表示需要绑定的本地地址,是一个 struct sockaddr_un 类型的变量,address_len 表示该本地地址的字节长度。

8.3 监听

服务器端套接字创建完毕并赋予本地地址值(名称,本例中为Server Socket)后,需要进行监听,等待客户端连接并处理请求,监听使用 listen 系统调用,接受客户端连接使用accept系统调用,它们的原形如下:

01int listen(int socket, int backlog);02int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);复制代码int listen(int socket, int backlog);int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);

其中 socket 表示服务器端的套接字描述符;backlog 表示排队连接队列的长度(若有多个客户端同时连接,则需要进行排队);address 表示当前连接客户端的本地地址,该参数为输出参数,是客户端传递过来的关于自身的信息;address_len 表示当前连接客户端本地地址的字节长度,这个参数既是输入参数,又是输出参数。

8.4 连接服务器

客户端套接字创建完毕并赋予本地地址值后,需要连接到服务器端进行通信,让服务器端为其提供处理服务。

对于SOCK_STREAM类型的流式套接字,需要客户端与服务器之间进行连接方可使用。连接要使用 connect 系统调用,其原形为

01int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);复制代码int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);

其中socket为客户端的套接字描述符,address表示当前客户端的本地地址,是一个 struct sockaddr_un 类型的变量,address_len 表示本地地址的字节长度。实现连接的代码如下:

01connect(client_sockfd, (struct sockaddr*)&client_address, sizeof(client_address));复制代码connect(client_sockfd, (struct sockaddr*)&client_address, sizeof(client_address));

8.5 相互发送接收数据

无论客户端还是服务器,都要和对方进行数据上的交互,这种交互也正是我们进程通信的主题。一个进程扮演客户端的角色,另外一个进程扮演服务器的角色,两个进程之间相互发送接收数据,这就是基于本地套接字的进程通信。发送和接收数据要使用 write 和 read 系统调用,它们的原形为:

01int read(int socket, char *buffer, size_t len);02int write(int socket, char *buffer, size_t len);复制代码int read(int socket, char *buffer, size_t len);int write(int socket, char *buffer, size_t len);

其中 socket 为套接字描述符;len 为需要发送或需要接收的数据长度;

对于 read 系统调用,buffer 是用来存放接收数据的缓冲区,即接收来的数据存入其中,是一个输出参数;

对于 write 系统调用,buffer 用来存放需要发送出去的数据,即 buffer 内的数据被发送出去,是一个输入参数;返回值为已经发送或接收的数据长度。

8.6 断开连接

交互完成后,需要将连接断开以节省资源,使用close系统调用,其原形为:

01int close(int socket);复制代码int close(int socket);

关于进程间通信的方法就给大家讲解到这里了,对于进程充满好奇心的伙伴,可以仔细看看小编整理的以上内容哦!