ubuntu进程通信

### Ubuntu 中的进程间通信方法

#### 管道 (Pipe)

管道是一种半双工的通信方式，适用于具有亲缘关系的进程之间。创建管道可以通过 `pipe` 函数来完成。

#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);

此函数会返回两个文件描述符：一个用于读取 (`pipefd[0]`) 和另一个用于写入 (`pipefd[1]`) [^1]。

#### 有名管道 (FIFO)

有名管道也称为命名管道，它不仅可以在有亲缘关系的进程中使用，还可以让无亲缘关系的进程进行通信。有名管道是一个特殊的文件，在文件系统中有对应的路径名。

创建有名管道可以使用 `mkfifo` 或者命令行工具 `mknod`：

mkfifo my_fifo

或者在 C 代码中:

#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

当多个进程打开同一个 FIFO 文件时，它们实际上是通过内核中的缓冲区来进行数据交换[^2]。

#### 信号 (Signal)

信号是一种异步的通知机制，用来告知某个特定事件的发生。发送信号给目标进程通常使用 `kill`, `raise`, `alarm` 等函数；而接收并处理这些信号则需设置相应的处理器函数。

#include <signal.h>
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

这使得程序能够响应各种类型的中断或其他外部条件变化。

#### 消息队列

消息队列提供了更高级别的抽象层，允许应用程序向队列发送固定长度的消息对象而不必关心底层细节。有两种类型的消息队列——POSIX 和 System V 风格的消息队列。

对于 POSIX 消息队列来说，操作接口如下所示：

mqd_t mq_open(const char *name, int oflag);
ssize_t mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int msg_prio);
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio);

而对于 System V 的版本，则涉及到了 IPC 密钥的概念以及一系列不同的 API 调用。

#### 信号量 (Semaphore)

信号量主要用于控制对公共资源或临界资源的访问权限问题。它可以有效地防止竞争状况下的并发错误。Linux 下支持两种主要形式的信号量集：System V 和 POSIX。

初始化 POSIX 信号量的方式为：

sem_t sem;
if(sem_init(&sem, /*pshared=*/0, /*value=*/1) != 0){
    perror("Failed to initialize semaphore");
}

这里第二个参数决定了该信号量是否能在多进程间共享。

#### 共享内存 (Shared Memory)

这是最高效的进程间通讯手段之一，因为它允许多个独立运行的应用直接存取相同的物理内存区域。为了安全起见，一般还会配合其他同步原语一起工作，比如前面提到过的互斥锁或是信号量。

建立一段新的匿名共享内存段可借助于 `shmget()` 来获取 ID 后再调用 `shmat()` 将其附加到当前地址空间里去[^3]。

#### 套接字 (Socket)

套接字提供了一种通用化的网络编程模型，即使在同一台主机上的应用也可以利用 TCP/IP 协议栈来进行高效的数据传输。除了 AF_INET/AF_INET6 地址族外，还有本地域 socket（Unix Domain Socket），专门针对本机内部的服务端口监听与客户端连接请求管理。

创建服务器端监听 socket 描述符的例子如下：

struct sockaddr_un addr = { .sun_family = AF_UNIX };
strcpy(addr.sun_path, SOCKET_PATH);

int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr_un));
listen(sockfd, BACKLOG_SIZE);

以上就是在 Ubuntu Linux 平台上常见的几种进程间通信技术及其基本实现概览。