Linux进程间通信-编程知识

Linux进程间通信

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一、Linux 进程间通信
二、Linux 进程间同步

一、Linux 进程间通信

进程间通信（IPC，InterProcess Communication）是指在不同进程之间传播或交换信息。IPC的方式通常有管道（包括无名管道和命名管道）、消息队列、信号量、共享内存、Socket（套接字）等。其中 Socket和支持不同主机上的两个进程IPC。

管道

#include <stdio.h>
int pipe(int fd[2]);  // 返回值：若成功返回0，失败返回-1；

FIFO，也称为命名管道

#include <stdio.h>
// 返回值：成功返回0， 出错返回-1
int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode);

消息队列

#include <stdio.h>
// 创建或打开消息队列：成功返回队列ID，失败返回-1
int msgget(key_t key, int flag);
// 添加消息：成功返回0，失败返回-1
int msgsnd(int msqid, const void ptr, size_t size, int flag);
// 读取消息：成功返回消息数据的长度，失败返回-1
int msgrcv(int msqid, void* ptr, size_t size, long type, int flag);
// 控制消息队列：成功返回0， 失败返回-1
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds * buf);

信号量

#include <stdio.h>
// 创建或获取一个信号量组：若成功返回信号量集ID，失败返回-1
int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
// 对信号量组进行操作，改变信号量的值：成功返回0，失败返回-1
int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);  
// 控制信号量的相关信息
int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);

共享内存

#include <stdio.h>
// 创建或获取一个共享内存：成功返回共享内存ID，失败返回-1
int shmget(key_t key, size_t size, int flag);
// 连接共享内存到当前进程的地址空间：成功返回指向共享内存的指针，失败返回-1
void shmat(int shm_id, const void *addr, int flag);
// 断开与共享内存的连接：成功返回0，失败返回-1
int shmdt(void addr); 
// 控制共享内存的相关信息：成功返回0，失败返回-1
int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);

6种Linux进程间的通信方式
Linux进程间通信详解（最全）
Linux系统-进程间通信

二、Linux 进程间同步

常用的同步方式有：互斥锁、条件变量、读写锁、记录锁（文件锁）和信号灯，以下为互斥锁同步和条件变量同步示例。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>#define SHM_SIZE 4096
#define SHM_NAME "/myshm"
#define SEM_NAME "/mysem"typedef struct {pthread_mutex_t mutex;pthread_cond_t cond;char buffer[SHM_SIZE];
} shm_t;int main(int argc, char *argv[]) {int fd, pid;shm_t *shm;pthread_mutexattr_t mutex_attr;pthread_condattr_t cond_attr;// 创建共享内存区域fd = shm_open(SHM_NAME, O_CREAT | O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR);if (fd < 0) {perror("shm_open");exit(1);}// 设置共享内存大小if (ftruncate(fd, sizeof(shm_t)) < 0) {perror("ftruncate");exit(1);}// 将共享内存映射到进程地址空间shm = mmap(NULL, sizeof(shm_t), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);if (shm == MAP_FAILED) {perror("mmap");exit(1);}// 初始化互斥量属性和条件变量属性pthread_mutexattr_init(&mutex_attr);pthread_condattr_init(&cond_attr);pthread_mutexattr_setpshared(&mutex_attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);pthread_condattr_setpshared(&cond_attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);// 初始化互斥量和条件变量pthread_mutex_init(&shm->mutex, &mutex_attr);pthread_cond_init(&shm->cond, &cond_attr);// 创建子进程pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork");exit(1);}if (pid == 0) {// 子进程写入共享内存sleep(1);pthread_mutex_lock(&shm->mutex);sprintf(shm->buffer, "Hello, world!");pthread_cond_signal(&shm->cond);pthread_mutex_unlock(&shm->mutex);exit(0);} else {// 父进程读取共享内存pthread_mutex_lock(&shm->mutex);pthread_cond_wait(&shm->cond, &shm->mutex);printf("Received message: %s\n", shm->buffer);pthread_mutex_unlock(&shm->mutex);}// 删除共享内存if (shm_unlink(SHM_NAME) < 0) {perror("shm_unlink");exit(1);}return 0;
}