Linux进程间通信详解：管道、消息队列与共享内存

"这篇文章主要介绍了进程间通信的概念和在Linux系统中的实现方式，适用于嵌入式Linux应用开发的学习者。文章出自华清远见的嵌入式培训教材，详细讲解了从基础的管道通信到更高级的System V IPC和POSIX IPC机制。" 在计算机科学中，进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）是操作系统提供的一种机制，允许不同进程之间交换数据和协调任务。在Linux这样的多任务操作系统中，进程间通信是必不可少的，因为它使得并发运行的程序能够协同工作，共享信息，解决同步问题。 文章首先介绍了进程的基本概念，强调进程是程序的一次执行实例，通常运行在用户态，并且不同进程之间是相互独立的。为了实现进程间的通信，就像现实生活中人们通过各种通讯工具联系一样，Linux提供了多种通信手段。 在Linux中，传统的UNIX进程间通信方式包括管道（pipe）、FIFO（先进先出队列，也称为命名管道）、信号（signal）。管道是一种半双工通信方式，数据只能单向流动，适合简单数据交换。FIFO则提供了一种文件系统级别的双向通信方式，允许任何有权限的进程读写。信号则是进程间传递简短信息的方式，如异常处理或通知事件。 System V IPC是AT&T的贝尔实验室对UNIX进程通信的扩展，包括System V消息队列、System V信号灯和System V共享内存。消息队列允许进程发送和接收结构化消息，信号灯用于同步，而共享内存则允许进程直接访问同一块内存区域，提高通信效率。 POSIX IPC是BSD对进程通信的贡献，它与System V IPC类似但更加标准化，包括POSIX消息队列、POSIX信号灯和POSIX共享内存。这些机制在Linux系统中都被广泛支持。 在现代Linux系统中，除了上述基础的通信方式，还有基于套接字（socket）的进程间通信，这是网络通信的基础，允许不同主机间的进程通信，具有高度的灵活性和通用性。 学习和理解这些进程间通信机制对于嵌入式Linux应用开发人员至关重要，因为它们能够帮助开发者设计出高效、可靠并且可扩展的多进程应用程序。通过熟练掌握这些技术，开发者可以构建复杂的系统，实现进程间的协作，提高系统性能和用户体验。