進(jìn)程間的通信

進(jìn)程間通信（IPC，Interprocess Communication）是指在不同進(jìn)程之間傳輸數(shù)據(jù)和交換信息的一種機(jī)制。它允許多個進(jìn)程在同一操作系統(tǒng)中同時運行，并實現(xiàn)彼此之間的協(xié)作。

進(jìn)程間通信方式：

1. 管道（Pipe）：管道是最基本的進(jìn)程間通信方式，它是一種半雙工的通信方式，通過管道，可以實現(xiàn)兩個不同進(jìn)程之間的通信，使用時，只能一方寫入，另一方讀出。

2. 消息隊列（Message Queue）：消息隊列可以在沒有任何關(guān)系的進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)，它提供了一個消息的隊列，發(fā)送方將消息放入隊列，接收方從隊列中獲取消息。這種通信方式允許發(fā)送方和接收方獨立于對方，不需要同步操作。

3. 共享內(nèi)存（Shared Memory）：共享內(nèi)存是最快的進(jìn)程間通信方式，它將一個特定的內(nèi)存區(qū)域映射到多個進(jìn)程的地址空間中，使得這些進(jìn)程可以直接訪問這塊共享內(nèi)存。共享內(nèi)存通信方式適合于大量數(shù)據(jù)的高速交換。

4. 信號量（Semaphore）：信號量是一種計數(shù)器，用于進(jìn)程間的同步和互斥操作。它可以用來保護(hù)臨界區(qū)資源，控制并發(fā)訪問和協(xié)調(diào)進(jìn)程間的操作順序。

5. 套接字（Socket）：套接字是一種網(wǎng)絡(luò)編程中常用的通信方式，它可以在不同主機(jī)之間進(jìn)行進(jìn)程間通信。套接字通信方式適用于分布式系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的進(jìn)程間通信。

6. 管理器對象（Manager Object）：這種通信方式利用一個專門的進(jìn)程作為服務(wù)器，其他進(jìn)程通過請求服務(wù)器來實現(xiàn)通信。管理器對象可以提供共享數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程過程調(diào)用等功能。

7. 文件和數(shù)據(jù)庫：進(jìn)程可以通過讀取和寫入文件、數(shù)據(jù)庫的方式進(jìn)行通信。這種通信方式適用于持久化數(shù)據(jù)的交換和共享。

匿名管道

匿名管道，顧名思義也就是沒有名字的管道，這種管道用于具有血緣關(guān)系的進(jìn)程（父子進(jìn)程等）之間進(jìn)行通信。它是一種單向通信方式（半雙工），即數(shù)據(jù)只能從一個進(jìn)程流向另一個進(jìn)程；

下面來了解匿名管道是如何創(chuàng)建的？

代碼驗證

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>

void writer(int wfd)
{
    const char* str="hello father,i am child";
    char buffer[128];
    int cnt=0;
    pid_t pid=getpid();
    while(1)
    {
        snprintf(buffer,sizeof(buffer),"message: %s, pid: %d,count:%d\n",str,pid,cnt);
        write(wfd,buffer,sizeof(buffer)-1);
        cnt++;
        sleep(1);
    }
}
void reader(int rfd)
{
    char buffer[1024];
    while(1)
    {
        ssize_t n=read(rfd,buffer,sizeof(buffer)-1);
        printf("father get a message: %s",buffer);
    }
}
int main()
{
    int pipefd[2];
    int n=pipe(pipefd);
    if(n<0) return 1;
    printf("pipefd[0]:%d,pipefd[1]:%d\n",pipefd[0],pipefd[1]);

    pid_t id=fork();
    if(id==0)
    {
        close(pipefd[0]);

        writer(pipefd[1]);

        exit(0);
    }

    close(pipefd[1]);

    reader(pipefd[0]);
    wait(NULL);

    return 0;
}

對匿名管道的具體分析

匿名管道的特點

• 1.匿名管道只能用于具有情緣關(guān)系（父子進(jìn)程）的進(jìn)程間通信；
• 2.自帶同步機(jī)制
• 3.管道只能單向通信，屬于半雙工通信類型；
• 4.只要連接的進(jìn)程有一方退出，那么管道自動釋放，文件的生命周期是伴隨著進(jìn)程的；

PIPE_BUF

PIPE_BUF是一個宏定義，在Linux系統(tǒng)中，它表示管道（pipe）的緩沖區(qū)大小(一般為4096字節(jié)）。具體來說，PIPE_BUF定義了一個原子寫入管道的最大字節(jié)數(shù)。

根據(jù)POSIX標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)長度小于等于PIPE_BUF時，操作系統(tǒng)會保證寫入的原子性。也就是說，對于不超過PIPE_BUF字節(jié)的寫操作，寫入的數(shù)據(jù)會作為一個連續(xù)序列寫入管道，而不會被其他進(jìn)程的寫操作所中斷。

然而，當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)長度超過PIPE_BUF時，操作系統(tǒng)并不保證寫入的原子性。這意味著，寫入的數(shù)據(jù)可能會被其他進(jìn)程的寫操作所中斷，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)交叉寫入到管道中。

需要注意的是，PIPE_BUF的值可以在不同的系統(tǒng)上有所不同。在大多數(shù)系統(tǒng)中，PIPE_BUF的值通常為4096字節(jié)（4KB），但也可以更大或更小。你可以通過在代碼中包含頭文件limits.h并查看其中的定義來獲取當(dāng)前系統(tǒng)上的PIPE_BUF值。

所以，在使用管道進(jìn)行進(jìn)程間通信的時候，如果希望保證數(shù)據(jù)的完整性，應(yīng)確保每次寫入的數(shù)據(jù)不超過PIPE_BUF字節(jié)。如果要寫入的數(shù)據(jù)量超過了PIPE_BUF，可以考慮分多次寫入或使用其他方式來保證數(shù)據(jù)的完整性。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-850802.html

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