CentOS系统中进程间通信方式 - 问答

在CentOS系统中，进程间通信（IPC）主要有以下几种方式：

1. 管道（Pipes）

匿名管道（Anonymous Pipes）：只能在具有亲缘关系的进程间使用，例如父子进程。
命名管道（Named Pipes, FIFOs）：可以在任意进程间使用，通过文件系统中的一个特殊文件来实现。

2. 消息队列（Message Queues）

允许进程以消息的形式交换数据。
支持消息的优先级和选择性接收。

3. 共享内存（Shared Memory）

多个进程可以映射到同一块物理内存区域。
需要同步机制来避免竞争条件。

4. 信号量（Semaphores）

用于进程同步，控制对共享资源的访问。
可以用来实现互斥锁（mutexes）和计数信号量。

5. 套接字（Sockets）

提供了一种在不同主机上的进程间通信机制。
支持流式（TCP）和数据报（UDP）两种传输方式。

6. 信号（Signals）

用于通知接收进程某个事件已经发生。
常用于进程控制和错误处理。

7. 内存映射文件（Memory-Mapped Files）

将文件或设备映射到进程的地址空间。
可以像操作普通内存一样读写文件。

8. 文件锁（File Locking）

通过锁定文件来同步对文件的访问。
可以使用fcntl系统调用来实现。

9. 信号槽机制（Signals and Slots）

主要用于Qt框架中的对象间通信。
不是操作系统原生支持的IPC方式。

实现示例

匿名管道

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

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

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

    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        return 1;
    }

    if (pid == 0) { // 子进程
        close(pipefd[1]); // 关闭写端
        read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
        printf("Child received: %s\n", buffer);
        close(pipefd[0]);
    } else { // 父进程
        close(pipefd[0]); // 关闭读端
        write(pipefd[1], "Hello from parent", 20);
        close(pipefd[1]);
    }

    return 0;
}

命名管道

# 创建命名管道
mkfifo myfifo

# 写入数据
echo "Hello" > myfifo &

# 读取数据
cat myfifo

共享内存

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.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 world");
    printf("Shared memory segment: %s\n", str);

    shmdt(str);
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

信号量

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <stdio.h>

union semun {
    int val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short *array;
};

int main() {
    key_t key = ftok("semfile", 65);
    int semid = semget(key, 1, 0666|IPC_CREAT);

    union semun arg;
    arg.val = 1; // 初始化信号量为1
    semctl(semid, 0, SETVAL, arg);

    // P操作（等待信号量）
    struct sembuf sb = {0, -1, SEM_UNDO};
    semop(semid, &sb, 1);

    printf("Semaphore value: %d\n", semctl(semid, 0, GETVAL, arg));

    // V操作（释放信号量）
    sb.sem_op = 1;
    semop(semid, &sb, 1);

    semctl(semid, 0, IPC_RMID, arg);

    return 0;
}

这些示例展示了如何在CentOS系统中使用不同的IPC机制。根据具体需求选择合适的通信方式。

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