Linux C 程序设计大全—进程间通信

上传者：陈其国
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上传时间：2015-04-29
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Linux C 程序设计大全—进程间通信

第 14 章进程间通信进程间通信 IPCInterprocess Communication是在
Linux/UNIX 下编程经常会碰到的问题它的实际意义在于怎么样让多个进程可以
互相的访问数据。在 Linux/UNIX 环境下可以由多种方式来实现上述的问题接下
来将详细为读者介绍这几种方式的具体操作以及相关内容。 14.1 进程间通信概述
进一个大型的应用系统往往需要众多进程协作进程间通信的重要性显而易见。本章
阐述了 Linux 环境下的几种主要进程间通信手段并针对每个通信手段的关键技术
环节给出详细实例。为达到阐明问题的目的本章还对某些通信手段的内部实现机制
进行了分析。 14.1.1 进程间通信简介在早期UNIX 系统 IPC 就是进程间通信方
式的统称进程间通信就是可以让多个进程可以互相之间访问。这种访问包括程序运
行的适时数据也包括对方的代码段这是在实际应用中及其常见的问题进程间通信
示意图如图 14-1 所示。图 14-1 进程间通信简介第 14 章进程间通信上图所
示进程间通信的模式进程 A 和进程 B 在运行的过程中会需要一些外部的数据
IPC 为两个进程提供了一种数据传输的通道。 14.1.2 进程间通信的难点由于现在
应用程序的体积逐渐增大用户对软件的功能要求也越来越多所以多进程设计已经
是应用技术中不可缺少的一部分这同时也对进程间通信提出了挑战。进程运行期间
其地址空间对于其他进程是不可见的这只是传统上的进程概念在本章后续章节中
IPC 内存共享机制打破了这个概念在系统中它们是相对独立的并不能互相访问对
方如图 14-2 所示。图 14-2 进程在内存中的地址 Linux/UNIX 系统提供一种中间
转发的机制为多个进程建立起互相通信的数据通道。在上述问题中当进程 A 与进
程 B 通信时通过中间的 IPC 方式来转发数据到目标进程。 14.1.3 IPC 的多种方
式 Linux/UNIX 系统下进程间通信方式有着比较多的应用技术。进程间通信方式从
最简单的使用文件系统实现多进程共享文件数据、以及父子进程共享数据段到高级
应用的管道以及共享内存、信号灯。 IPC 是所有 UNIX 系统中各种进程间通信
的统称如表 14-1 所示列出了所有进程间通信的方式。表 14-1 IPC类型 IPC 类
型详细说明半双工管道半双工管道匿名半双工管道 FIFOFirst In First Out
命名半双工管道全双工管道匿名全双工管道命名全双工管道 System V IPC /
POSIX IPC 消息队列信号量共享存储网络进程间通信 SOCKET
STREAMS ·417· Linux C 程序设计大全上表内容中全双工管道是在最近才出现的
一种技术它是在半双工管道上的扩充在有的系统中是不被支持的在实际应用的过
程中请参阅相应的系统手册。注意其余的技术中在不同的系统中会有不同的限制以
及不同的特点。本书只描述它们共有的特性。如需特别需求请参阅相应的系统手册。
14.2 管道管道通信是最常见的通信方式之一其是在两个进程之间实现一个数据
流通的管道该管道可以是双向或单向的。管道是一种很经典的进程之间的通信方式
其优点在于简单易用其缺点在于功能简单有很多限制。本小节主要介绍管道操作。
14.2.1 管道的概念管道是 Linux/UNIX 系统中比较原始的进程间通信形式它实现
数据以一种数据流的方式在多进程间流动。在系统中其相当于文件系统上的一个文
件来缓存所要传输的数据。在某些特性上又不同于文件例如当数据读出后则管道中
就没有数据了但文件没有这个特性。匿名半双工管道在系统中是没有实名的并不
可以在文件系统中以任何方式看到该管道。它只是进程的一种资源会随着进程的结
束而被系统清除。管道通信是在 UNIX 系统中应用比较频繁的一种方式例如使用
grep 查找。 ls grep ipc 上述命令中使用的是半双工管道即 grep 命令的输入是

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