Linux C++中多进程编程怎样实现 - 问答

在Linux环境下使用C++进行多进程编程，通常可以通过以下几种方式实现：

fork()系统调用： fork()是Unix和类Unix系统（包括Linux）上用于创建新进程的系统调用。它创建一个与调用进程几乎完全相同的子进程。

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

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        // 错误处理
        std::cerr << "fork failed" << std::endl;
        return 1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        std::cout << "Child process, PID: " << getpid() << std::endl;
    } else {
        // 父进程
        std::cout << "Parent process, PID: " << getpid() << ", Child PID: " << pid << std::endl;
    }
    return 0;
}

exec()系列函数： exec()系列函数用于在当前进程的上下文中加载并运行一个新的程序。通常与fork()结合使用，以便在子进程中执行不同的程序。

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

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        std::cerr << "fork failed" << std::endl;
        return 1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        char *args[] = {"ls", "-l", NULL};
        execvp(args[0], args);
        // 如果execvp返回，则表示失败
        std::cerr << "execvp failed" << std::endl;
        return 1;
    } else {
        // 父进程
        // 等待子进程结束
        wait(NULL);
    }
    return 0;
}

进程间通信（IPC）：多进程编程中，进程间通信是必不可少的。Linux提供了多种IPC机制，如管道（pipe）、命名管道（named pipe，FIFO）、信号（signal）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）和信号量（semaphore）等。

信号（signal）：信号是一种异步通信机制，用于通知接收进程某个事件已经发生。

#include <csignal>
#include <iostream>

void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
}

int main() {
    // 注册信号SIGINT的处理函数
    signal(SIGINT, signalHandler);

    // 无限循环
    while (true) {
        // ...
    }
    return 0;
}

线程（threading）：虽然线程不是进程，但它们通常在多进程程序中使用，以提供并发性。C++11引入了标准线程库，可以方便地创建和管理线程。

#include <thread>
#include <iostream>

void helloFunction() {
    std::cout << "Hello from a thread!" << std::endl;
}

int main() {
    // 创建一个线程
    std::thread t(helloFunction);

    // 等待线程完成
    t.join();

    return 0;
}

进程池（process pool）：进程池是一种管理一组工作进程的设计模式，用于异步执行任务。它可以提高性能，因为创建和销毁进程的开销很大。

在实际应用中，可能需要结合使用这些技术来实现复杂的多进程程序。例如，可以使用fork()创建子进程，然后使用管道或共享内存进行进程间通信，同时使用信号来处理进程间的同步事件。

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