Linux进程间通信详解：管道、SystemVIPC与套接字

"进程间通信是操作系统中不同进程之间交换信息的方式。在Linux系统中，进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）有多种方法，包括传统的管道、System V IPC以及BSD套接字等。这些机制使得进程能够协作完成任务，共享数据或同步执行。 在早期的UNIX系统中，进程间通信主要包括AT&T的System V IPC和BSD的套接字机制。System V IPC提供共享内存、消息队列和信号量，适用于同一计算机内的进程通信。而BSD的套接字机制则突破了这一限制，支持跨网络的进程通信。 在Linux下，无名管道是一种常见的传统IPC方式，它适用于具有亲缘关系的进程，如父子进程或兄弟进程。无名管道是半双工的，只有一个读端和一个写端，数据只能从一端流向另一端。管道的数据存储在内核的内存空间中，通过文件描述符进行操作。创建无名管道可以使用`pipe()`函数，读写则使用`read()`和`write()`函数。当不再需要管道时，使用`close()`函数关闭文件描述符。 有名管道（FIFO）与无名管道类似，但提供了命名机制，允许不相关的进程通过文件系统路径进行通信。创建有名管道可以使用`mkfifo()`函数。 System V IPC中的共享内存允许多个进程直接访问同一块内存区域，提高了通信效率。消息队列则提供了一种有序且可控的数据传递方式，每个消息都有唯一标识，便于管理和控制。信号量用于进程间的同步，防止多个进程同时访问共享资源。 BSD套接字是最灵活的通信机制，不仅支持进程间的本地通信，还可以实现跨网络的通信，例如TCP/IP协议栈就是基于套接字实现的。 下面是一个简单的无名管道示例代码： ```c #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { int fds[2]; // 文件描述符数组 pipe(fds); // 创建管道 if (fork() == 0) { // 子进程 close(fds[1]); // 关闭写端 char buffer[100]; read(fds[0], buffer, sizeof(buffer)); // 从管道读取数据 printf("Child received: %s\n", buffer); } else { // 父进程 close(fds[0]); // 关闭读端 write(fds[1], "Hello, child!", strlen("Hello, child!") + 1); // 向管道写入数据 wait(NULL); // 等待子进程结束 } return 0; } ``` 这个例子中，父进程创建管道后，将写端关闭并向管道写入数据，子进程则关闭读端并从管道读取数据。通过这种方式，父子进程实现了简单的通信。在实际应用中，可以根据需求选择不同的进程间通信方式，以满足不同场景的需求。