Linux 进程间通信
Linux进程间通信
进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）在 Linux 下常用的方法包括：
1）管道（Pipe）
2）有名管道（FIFO）
3）消息队列（Message Queue）
4）共享内存（Shared Memory）
5）信号量（Semaphore）
6）套接字（Socket）
1. 管道（Pipe）
管道是一种最基本的 IPC 方法，适用于有亲缘关系的进程之间通信。
管道（Pipe）参考代码
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <cstring>int main() {int ret = 0;int pipefd[2];pid_t pid;char buffer[1024];//创建管道ret = pipe(pipefd);std::cout <<"ret = " << ret << std::endl;if (ret == -1) { //当ret为-1时，说明pipe函数发生错误执行失败perror("pipe");return 1;}pid = fork(); //创建子进程std::cout << "pid= " << pid << std::endl;if (pid < 0) {perror("fork");return 1;}if (pid == 0) { // 子进程close(pipefd[0]); // 关闭读端const char* message = "Hello from child process!";write(pipefd[1], message, strlen(message) + 1);close(pipefd[1]); // 关闭写端} else { // 父进程close(pipefd[1]); // 关闭写端read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));std::cout << "Parent received: " << buffer << std::endl;close(pipefd[0]); // 关闭读端}return 0;
}管道（Pipe）输出结果
ret = 0
pid= 26087
pid= 0
Parent received: Hello from child process!2. 有名管道（FIFO）
适用于不相关的进程。
有名管道（FIFO）参考代码
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>#define FIFO_PATH "/tmp/myfifo"int main() {pid_t pid;char buffer[1024];// 创建有名管道if (mkfifo(FIFO_PATH, 0666) == -1) {perror("mkfifo");}pid = fork(); // 创建子进程if (pid < 0) {perror("fork");return 1;}if (pid == 0) { // 子进程int fd = open(FIFO_PATH, O_WRONLY);const char* message = "Hello from child process!";write(fd, message, strlen(message) + 1);close(fd);} else { // 父进程int fd = open(FIFO_PATH, O_RDONLY);read(fd, buffer, sizeof(buffer));std::cout << "Parent received: " << buffer << std::endl;close(fd);unlink(FIFO_PATH); // 删除 FIFO}return 0;
}有名管道（FIFO）输出结果
Parent received: Hello from child process!
3. 消息队列（Message Queue）
消息队列适合于复杂的通信需求。
消息队列（Message Queue）参考代码
#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <cstring>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>struct Message {long msg_type;char msg_text[100];
};int main() {pid_t pid;key_t key = ftok("progfile", 65);int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);Message message;pid = fork(); // 创建子进程if (pid == 0) { // 子进程message.msg_type = 1;strcpy(message.msg_text, "Hello from child process!");msgsnd(msgid, &message, sizeof(message.msg_text), 0);} else { // 父进程msgrcv(msgid, &message, sizeof(message.msg_text), 1, 0);std::cout << "Parent received: " << message.msg_text << std::endl;msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL); // 删除消息队列}return 0;
}消息队列（Message Queue）输出结果
Parent received: Hello from child process!
4. 共享内存（Shared Memory）
共享内存是最快的 IPC 方法，但需要同步机制。
有名管道（FIFO）参考代码
#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <cstring>
#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);pid_t pid;pid = fork(); // 创建子进程if (pid == 0) { // 子进程strcpy(str, "Hello from child process!");shmdt(str);} else { // 父进程sleep(1); // 确保子进程写入完成std::cout << "Parent received: " << str << std::endl;shmdt(str);shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存}return 0;
}有名管道（FIFO）输出结果
Parent received: Hello from child process!
5. 信号量（Semaphore）
信号量主要用于同步。
信号量（Semaphore）参考代码
#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>void semaphore_op(int semid, int op) {struct sembuf sop = {0, static_cast<short> (op), 0};semop(semid, &sop, 1);
}int main() {key_t key = ftok("semfile", 65);int semid = semget(key, 1, 0666 | IPC_CREAT);semctl(semid, 0, SETVAL, 0);pid_t pid;pid = fork(); //创建子进程if (pid == 0) { // 子进程std::cout << "Child: Writing data...\n";sleep(2);semaphore_op(semid, 1); // 信号量加 1std::cout << "Child: Data written.\n";} else { // 父进程std::cout << "Parent: Waiting for data...\n";semaphore_op(semid, -1); // 等待信号量变为 0std::cout << "Parent: Data received.\n";semctl(semid, 0, IPC_RMID); // 删除信号量}return 0;
}`
信号量（Semaphore）输出结果
Parent: Waiting for data...
Child: Writing data...
Child: Data written.
Parent: Data received.
6. 套接字（Socket）
适用于网络通信或本地进程间通信。
套接字（Socket）参考代码
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>int main() {int sv[2]; // Socket pairchar buffer[1024];pid_t pid;if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sv) == -1) {perror("socketpair");return 1;}pid = fork(); // 创建子进程if (pid == 0) { // 子进程close(sv[0]);const char* message = "Hello from child process!";write(sv[1], message, strlen(message) + 1);close(sv[1]);} else { // 父进程close(sv[1]);read(sv[0], buffer, sizeof(buffer));std::cout << "Parent received: " << buffer << std::endl;close(sv[0]);}return 0;
}套接字（Socket）输出结果
Parent received: Hello from child process!
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