进程的通信方式有哪些？

╰半夏微凉° 2024-03-16 13:40 70阅读 0赞

#### 目录 ####

*   *  管道
     *  消息队列
     *  共享内存
     *  信号量
     *  信号
     *  套接字

### 管道 ###

> 最初我们在学习Linux基本命令使用的时候，我们经常通过多个命令的组合来完成我们的需求。比如说我们想知道如何查看进程或者端口是否在使用，会使用下面的这条命令  
> netstat nlp | grep xxx

这里的"|“实际上就是管道的意思。”|“前面部分作为”|“后面的输入，很明显是单向的传输，这样的管道我们叫做"匿名管道”，自行创建和销毁。既然有匿名管道，应该就有带名字的管道"命名管道"。如果你想双向传输，可以考虑使用两个管道拼接即可。

**创建命名管道的方式**

mkfifo test

test即为管道的名称，在Linux中一切皆文件，管道也是以文件的方式存在，可以使用ls -l 查看下文件的属性，它会"p"标识。  
![在这里插入图片描述][1219f35fe2694fe2bf4b39fe6d176da3.png]  
下面我们向管道写入内容

echo "666" > test

![在这里插入图片描述][86d2b46333f749a2907b74ca5b569811.png]  
此时按道理来说已经将内容写入了test，没有直接输出是因为我们需要开启另一个终端进行输出(可以理解为暂存管道)

cat < test

我们发现管道内容被读出来，同时echo退出。那么管道这种通信方式有什么缺点？我们知道瀑布模型的软件开发模式是非常低下的，同理采用管道进行通信的效率也很低，因为假设现在有AB两个进程，A进程将数据写入管道，B进程需要等待A进程将信息写完以后才能读出来，所以这种方案不适合频繁的通信。那优点是什么？

最明显的优点就是简单，我们平时经常使用以致于都不知道这是管道。鉴于上面的缺点，我们怎么去弥补呢？接着往下看

### 消息队列 ###

> 管道通信属于一股脑的输入，能不能稍微温柔点有规矩点的发送消息？

答：可以的。消息队列在发送数据的时候，按照一个个独立单元(消息体)进行发送，其中每个消息体规定大小块，同时发送方和接收方约定好消息类型或者正文的格式。

在管道中，其大小受限且只能承载无格式字节流的方式，而消息队列允许不同进程以消息队列的形式发送给任意的进程。

但是当发送到消息队列的数据太大，需要拷贝的时间也就越多，所以还有其他的方式？继续看

### 共享内存 ###

> 使用消息队列可以达到不错的效果，但是如果我们两个部门需要交换比较大的数据的时候，一发一收还是不能及时的感知数据。能不能更好的办法，双方能很快的分享内容数据，答：有的，共享内存

我们知道每个进程都有自己的虚拟内存空间，不同的进程映射到不同的物理内存空间。那么我们可不可以申请一块虚拟地址空间，不同进程通过这块虚拟地址空间映射到相同的屋里地址空间呢？这样不同进程就可以及时的感知进程都干了啥，就不需要再拷贝来拷贝去。

我们可以通过shmget创建一份共享内存，并可以通过ipcs命令查看我们创建的共享内存。此时如果一个进程需要访问这段内存，需要将这个内存加载到自己虚拟地址空间的一个位置，让内核给它一个合法地址。使用完毕接触板顶并删除内存对象。

那么问题来了，这么多进程都共享这块内存，如果同时都往里面写内容，难免会出现冲突的现象，比如A进程写了数字5，B进程同样的地址写了6就直接给覆盖了，这样就不友好了，怎么办？继续往下看

### 信号量 ###

> 为了防止冲突，我们得有个约束或者说一种保护机制。使得同一份共享的资源只能一个进程使用，这里就出现了信号量机制

信号量实际上是一个计数器，这里需要注意下，信号量主要实现进程之间的同步和互斥，而不是存储通信内容。

信号量定义了两种操作，p操作和v操作，p操作为申请资源，会将数值减去M，表示这部分被他使用了，其他进程暂时不能用。v操作是归还资源操作，告知归还了资源可以用这部分。

### 信号 ###

> 从管道----消息队列-共享内存/信号量，有需要等待的管道机制，共享内存空间的进程通信方式，还有一种特殊的方式–信号

我们或许听说过运维或者部分开发需要7 \* 24小时值守(项目需要上线的时候)，当然也有各种监管，告警系统，一旦出现系统资源紧张等问题就会告知开发或运维人员，对应到操作系统中，这就是信号。

在操作系统中，不同信号用不同的值表示，每个信号设置相应的函数，一旦进程发送某一个信号给另一个进程，另一进程将执行相应的函数进行处理。也就是说先把可能出现的异常等问题准备好，一旦信号产生就执行相应的逻辑即可。

### 套接字 ###

> 上面的几种方式都是单机情况下多个进程的通信方式，如果我想和相隔几千里的小姐姐通信怎么办？

这就需要套接字socket了。其实这玩意随处可见，我们平时的聊天，我们天天请求浏览器给予的响应等，都是这老铁。

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