Linux下C++如何实现进程间通信

在Linux下，C++可以通过多种方式实现进程间通信（IPC），以下是一些常见的IPC机制：

1. 管道（Pipes）:

   • 匿名管道（Anonymous Pipes）：通常用于父子进程之间的通信。
   • 命名管道（Named Pipes，FIFOs）：允许无亲缘关系的进程之间进行通信。

2. 信号（Signals）:

   • 用于通知接收进程某个事件已经发生。

3. 消息队列（Message Queues）:

   • 允许进程发送和接收消息数据块。

4. 共享内存（Shared Memory）:

   • 多个进程可以映射同一段物理内存，实现高效的数据交换。

5. 信号量（Semaphores）:

   • 用于进程同步，控制多个进程对共享资源的访问。

6. 套接字（Sockets）:

   • 支持不同机器间的进程通信，也可以用于同一台机器上的进程通信。

下面是一些简单的示例代码，展示了如何在C++中使用这些IPC机制：

1. 匿名管道（Anonymous Pipes）示例：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    int pipefd[2];
    pid_t pid;
    char buffer[10];

    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid > 0) { // 父进程
        close(pipefd[0]); // 关闭读端
        const char* message = "Hello from parent!";
        write(pipefd[1], message, strlen(message) + 1); // 写入数据
        close(pipefd[1]); // 关闭写端
        wait(NULL); // 等待子进程结束
    } else { // 子进程
        close(pipefd[1]); // 关闭写端
        read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer)); // 读取数据
        std::cout << "Child received: " << buffer << std::endl;
        close(pipefd[0]); // 关闭读端
    }

    return 0;
}

2. 命名管道（Named Pipes，FIFOs）示例：

首先创建一个命名管道：

mkfifo myfifo

然后使用C++代码进行通信：

// 写入进程
#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    const char* fifo = "myfifo";
    int fd = open(fifo, O_WRONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    const char* message = "Hello from FIFO!";
    write(fd, message, strlen(message) + 1);
    close(fd);
    return 0;
}

// 读取进程
#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    const char* fifo = "myfifo";
    int fd = open(fifo, O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    char buffer[10];
    read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    std::cout << "Received: " << buffer << std::endl;
    close(fd);
    return 0;
}

3. 共享内存示例：

#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    key_t key = ftok("shmfile", 65);
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT);
    char *str = (char*) shmat(shmid, (void*)0, 0);

    strcpy(str, "Hello shared memory!");
    std::cout << "Shared memory: " << str << std::endl;

    shmdt(str);
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
    return 0;
}

这些示例仅用于演示如何在C++中使用Linux IPC机制。在实际应用中，可能需要更复杂的错误处理和同步机制。此外，还有其他IPC方法，如信号量、消息队列和套接字，可以根据具体需求选择合适的IPC机制。