Linux进程通信：如何使用管道和消息队列 - 问答

在Linux中，进程间通信（IPC）是一种允许不同进程之间共享数据和信息的机制。管道（pipe）和消息队列（message queue）是两种常用的IPC方法。下面是如何使用它们的简要说明：

管道（pipe）

管道是一种半双工的通信方式，通常用于父子进程之间的通信。它允许一个进程将数据发送到另一个进程。管道分为无名管道和有名管道。

无名管道：无名管道是在进程创建时自动创建的，通常用于父子进程之间的通信。创建无名管道的函数是pipe()。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {
    int pipefd[2];
    char buffer[1024];

    // 创建无名管道
    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    // 创建子进程
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        return 1;
    }

    if (pid == 0) { // 子进程
        close(pipefd[1]); // 关闭写端

        // 从管道读取数据
        ssize_t len = read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
        if (len > 0) {
            printf("子进程收到数据: %s\n", buffer);
        }
        close(pipefd[0]);
    } else { // 父进程
        close(pipefd[0]); // 关闭读端

        // 向管道写入数据
        const char *msg = "Hello from parent!";
        write(pipefd[1], msg, strlen(msg) + 1);
        close(pipefd[1]);
    }

    return 0;
}

有名管道：有名管道（FIFO）是一种特殊类型的文件，可以在不相关的进程之间进行通信。创建有名管道的函数是mkfifo()。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {
    const char *fifo_name = "my_fifo";
    mkfifo(fifo_name, 0666);

    int fd = open(fifo_name, O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 向管道写入数据
    const char *msg = "Hello from FIFO!";
    write(fd, msg, strlen(msg) + 1);

    // 从管道读取数据
    char buffer[1024];
    ssize_t len = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (len > 0) {
        printf("收到数据: %s\n", buffer);
    }

    close(fd);
    unlink(fifo_name);

    return 0;
}

消息队列（message queue）

消息队列是一种进程间通信的方法，允许进程发送和接收消息。消息队列是内核管理的数据结构，可以在不同的进程之间共享。创建和使用消息队列的函数包括msgget()、msgsnd()和msgrcv()。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[1024];
};

int main() {
    key_t key = ftok("msg_queue_example.c", 'a');
    int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);
    if (msgid == -1) {
        perror("msgget");
        return 1;
    }

    // 发送消息
    struct msg_buffer msg;
    msg.msg_type = 1;
    strcpy(msg.msg_text, "Hello from message queue!");
    if (msgsnd(msgid, &msg, sizeof(msg.msg_text), 0) == -1) {
        perror("msgsnd");
        return 1;
    }

    // 接收消息
    if (msgrcv(msgid, &msg, sizeof(msg.msg_text), 1, 0) == -1) {
        perror("msgrcv");
        return 1;
    }
    printf("收到消息: %s\n", msg.msg_text);

    // 删除消息队列
    if (msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("msgctl");
        return 1;
    }

    return 0;
}

这些示例代码展示了如何在Linux中使用管道和消息队列进行进程间通信。在实际应用中，您可能需要根据具体需求进行调整。

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