Linux进程间通信：消息队列与管道详解

"这篇文档主要介绍了Linux环境下的进程间通信机制，特别强调了消息队列这一通信方式。文章提到了消息队列的创建规则，包括使用IPC_PRIVATE和IPC_CREAT标志的情况，以及如何通过msgflg参数设置权限。此外，文档还列举了其他几种Linux IPC方式，如信号、信号量、管道、命名管道和共享内存，并对它们的特点和使用场景进行了简要说明。" 在Linux系统中，进程间通信（IPC）是不同进程之间交换信息的关键技术。消息队列是一种可靠且灵活的IPC机制，允许进程发送和接收结构化数据。当调用msgget函数创建或获取消息队列时，key参数决定了队列的唯一标识。如果key为IPC_PRIVATE，则会创建一个新的消息队列，而msgflg参数中的权限位将决定队列的访问权限，类似于open函数的mode参数。如果key对应的消息队列不存在，且msgflg包含IPC_CREAT，系统也会创建新的消息队列。使用IPC_CREAT和IPC_EXCL组合可以检查消息队列是否已经存在。 消息队列与其他IPC方式相比有其独特性。信号（signal）可以用于任何进程之间的通信，包括进程自我调度；信号量（semaphore）主要用于线程间同步，而命名信号量扩展了这一功能，使得非亲缘进程也能使用。管道（pipe）提供半双工通信，适用于亲缘进程，例如父子进程或兄弟进程之间。命名管道（FIFO）则打破了这一限制，允许非亲缘进程通过指定的文件路径进行通信，不过它仍然是半双工的。共享内存允许多个进程访问同一内存空间，提供最快的数据交换，而无需复制。套接字（socket）是最通用的IPC方式，不仅支持进程间通信，还可以跨网络连接不同机器上的进程。 在使用管道时，通常需要两个管道以实现双向通信。在fork操作后，根据数据流方向，父进程和子进程会关闭管道的相应读写端。通过pipe函数创建管道，返回的两个文件描述符分别代表读端和写端。关闭不必要的端口可以避免错误，如写端关闭后，读端会读到文件结束符；读端关闭后，写端会触发SIGPIPE信号。命名管道（FIFO）作为文件系统中的特殊文件，提供全双工通信，但不支持文件操作如seek。 Linux提供了多种进程间通信手段，开发者可以根据实际需求选择最适合的方法。消息队列在需要存储和检索结构化信息的场景下尤为有用，而其他如管道、信号量和共享内存则在特定的同步和数据交换问题中发挥重要作用。