Linux进程间通信方式详解：FIFO、管道与内存共享

进程间通信（IPC）在Linux/UNIX环境中扮演着关键角色，它允许不同的进程在系统中有效地交换数据和协调工作。本章涵盖了14.1进程间通信概述，深入探讨了进程间通信的重要性，尤其是在大型应用系统中，多个进程之间的协作不可或缺。 进程间通信的目的是打破进程间的孤立性，使得进程能够访问彼此的数据和共享资源。早期，UNIX系统中的IPC泛指所有进程间通信手段。在实际应用中，最常见的问题是进程如何在运行过程中获取外部数据或调用对方的代码。图14-1展示了进程间通信的基本模式，其中IPC提供了数据传输的桥梁，如进程A和B之间的通信路径。 然而，随着应用规模的扩大和功能需求的增长，多进程设计变得复杂，对进程间通信的透明性和效率提出了更高要求。传统的进程模型中，进程的地址空间对其它进程是隐藏的，因此它们之间的通信需借助于特定的机制。例如，图14-2显示了进程在内存中的独立性，但Linux/UNIX通过中间转发机制，如信号灯、管道和共享内存等方式，实现了进程间的数据交换。 在Linux/UNIX系统下，有多种IPC方法可供选择，从简单的文件系统共享到高级的通信方式。半双工管道（如匿名半双工FIFO）允许数据在一个方向上传输，而全双工管道允许双向通信。此外，还有管道（pipe）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）和信号灯（semaphores）等，每种方式都有其特点和适用场景，如管道适合数据的实时传递，共享内存则支持高效的数据交换。 表14-1列出了一些主要的IPC类型及其详细说明，展示了Linux/UNIX系统中丰富的进程间通信手段。这些技术的选择取决于具体的应用需求，比如数据大小、实时性要求、安全性以及并发控制等因素。 总结来说，进程间通信是Linux/UNIX编程中的核心概念，通过理解并掌握这些通信方式，开发人员可以构建更加灵活、高效的多进程系统。在设计时，需要根据应用场景的特点，权衡不同 IPC 方法的优缺点，以确保系统的稳定性和性能。