Linux中C++如何实现进程间通信 - 问答

在Linux中，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方法：

管道（Pipes）: 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。在C++中，可以使用pipe()系统调用创建一个管道，然后使用read()和write()系统调用进行读写操作。

#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) { // Parent process
        close(pipefd[0]); // Close unused read end
        const char *msg = "Hello from parent!";
        write(pipefd[1], msg, strlen(msg) + 1);
        close(pipefd[1]);
        wait(NULL); // Wait for child process to finish
    } else { // Child process
        close(pipefd[1]); // Close unused write end
        read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
        std::cout << "Child received: " << buffer << std::endl;
        close(pipefd[0]);
    }

    return 0;
}

命名管道（Named Pipes, FIFOs）: 命名管道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。在C++中，可以使用mkfifo()系统调用创建一个命名管道，然后像使用普通文件一样进行读写操作。

#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.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");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    const char *msg = "Hello from FIFO!";
    write(fd, msg, strlen(msg) + 1);

    char buffer[10];
    read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    std::cout << "Received: " << buffer << std::endl;

    close(fd);
    unlink(fifo_name);

    return 0;
}

消息队列（Message Queues）: 消息队列是一种允许进程发送和接收消息的数据结构。在C++中，可以使用msgget()、msgsnd()和msgrcv()系统调用实现消息队列通信。

#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <cstring>

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[100];
};

int main() {
    key_t key = ftok("msgqueue_example", 65);
    int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);

    msg_buffer buffer;
    buffer.msg_type = 1;
    strcpy(buffer.msg_text, "Hello from message queue!");

    msgsnd(msgid, &buffer, sizeof(buffer.msg_text), 0);

    msgrcv(msgid, &buffer, sizeof(buffer.msg_text), 1, 0);
    std::cout << "Received: " << buffer.msg_text << std::endl;

    msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

共享内存（Shared Memory）: 共享内存是一种允许多个进程访问同一块内存区域的通信方式。在C++中，可以使用shmget()、shmat()和shmdt()系统调用实现共享内存通信。

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

int main() {
    key_t key = ftok("shared_memory_example", 65);
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT);

    char *data = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (data == (char *)-1) {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    strcpy(data, "Hello from shared memory!");

    std::cout << "Data: " << data << std::endl;

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

    return 0;
}

信号（Signals）: 信号是一种用于进程间异步通信的机制。在C++中，可以使用signal()或sigaction()系统调用设置信号处理函数，然后使用kill()系统调用发送信号。

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <unistd.h>

void signal_handler(int signal) {
    std::cout << "Received signal: " << signal << std::endl;
}

int main() {
    signal(SIGUSR1, signal_handler);

    std::cout << "Waiting for signal..." << std::endl;
    pause(); // Wait for a signal

    return 0;
}

套接字（Sockets）: 套接字是一种通用的进程间通信机制，可用于本地进程间通信（如Unix Domain Sockets）或跨网络通信（如TCP/IP Sockets）。在C++中，可以使用socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、send()和recv()等系统调用实现套接字通信。

这些只是Linux中C++实现进程间通信的一些方法。具体选择哪种方法取决于您的需求和应用场景。

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