Linux進(jìn)程間的通信方式，你知道幾種？

Linux是一種免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，其內(nèi)核由林納斯·本納第克特·托瓦茲于1991年10月5日首次發(fā)布。它主要受到Minix和Unix思想的啟發(fā)，是一個(gè)基于POSIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

Linux操作系統(tǒng)可以在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中運(yùn)行，如手機(jī)、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺(tái)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)。Linux操作系統(tǒng)存在著許多不同的版本，但它們都使用了Linux內(nèi)核。Linux可安裝在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，比如手機(jī)、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺(tái)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)。

嚴(yán)格來(lái)講，Linux這個(gè)詞本身只表示Linux內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用Linux來(lái)形容整個(gè)基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU工程各種工具和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作系統(tǒng)。Linux存在著許多不同的發(fā)行版，如基于社區(qū)開(kāi)發(fā)的Debian、ArchLinux，和基于商業(yè)開(kāi)發(fā)的Red Hat Enterprise Linux、SUSE、Oracle Linux等。2022年11月20日，Linux提交了最后一批drm-intel-next功能補(bǔ)丁，Linux 6.2將迎來(lái)對(duì)英特爾銳炫獨(dú)顯的正式支持。

Linux進(jìn)程間的通信方式主要包括以下幾種：管道(包括無(wú)名管道和命名管道)、消息隊(duì)列、信號(hào)量、共享內(nèi)存、Socket(套接字)等。

管道(Pipe)：管道是一種最基本的進(jìn)程間通信方式，它允許一個(gè)進(jìn)程將其輸出發(fā)送到另一個(gè)進(jìn)程的輸入。管道是半雙工的，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)。在Linux中，有兩種類型的管道：匿名管道和命名管道。

匿名管道是創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)自動(dòng)生成的，只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程之間使用。它由一個(gè)讀端和一個(gè)寫(xiě)端組成，通過(guò)文件描述符進(jìn)行訪問(wèn)。寫(xiě)進(jìn)程將數(shù)據(jù)寫(xiě)入管道，讀進(jìn)程從管道中讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)讀進(jìn)程讀取完數(shù)據(jù)后，寫(xiě)進(jìn)程會(huì)收到一個(gè)信號(hào)，表示可以關(guān)閉管道。

命名管道是通過(guò)文件系統(tǒng)中的一個(gè)特殊文件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可以在不具有親緣關(guān)系的進(jìn)程之間使用。命名管道的使用方式與匿名管道類似，但是它有一個(gè)名字，可以通過(guò)這個(gè)名字在文件系統(tǒng)中找到它。

信號(hào)(Signal)：信號(hào)是一種異步的通信方式，用于通知接收進(jìn)程有某種事情發(fā)生。進(jìn)程可以發(fā)送信號(hào)給其他進(jìn)程，也可以發(fā)送信號(hào)給自己。Linux系統(tǒng)定義了許多不同的信號(hào)，如SIGINT、SIGTERM、SIGKILL等，每個(gè)信號(hào)都有不同的含義和處理方式。進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用(如kill、raise等)來(lái)發(fā)送和接收信號(hào)。

消息隊(duì)列(Message Queue)：消息隊(duì)列是消息的鏈表，存放在內(nèi)存中并由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)。消息隊(duì)列允許一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程向它寫(xiě)入與讀取消息。消息隊(duì)列具有消息優(yōu)先級(jí)、消息緩沖等功能，可以滿足不同進(jìn)程對(duì)消息的需求。進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用(如mq_open、mq_send、mq_receive等)來(lái)創(chuàng)建、發(fā)送和接收消息隊(duì)列。

共享內(nèi)存(Shared Memory)：共享內(nèi)存允許兩個(gè)或更多的進(jìn)程共享一塊給定的內(nèi)存區(qū)域。它使得多個(gè)進(jìn)程可以直接讀寫(xiě)同一塊內(nèi)存空間，是針對(duì)其他通信機(jī)制運(yùn)行效率較低而設(shè)計(jì)的。共享內(nèi)存需要解決的主要問(wèn)題是同步和互斥，即如何保證多個(gè)進(jìn)程正確地訪問(wèn)和修改共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用(如shmget、shmat、shmdt等)來(lái)創(chuàng)建、映射和解除映射共享內(nèi)存。

信號(hào)量(Semaphore)：信號(hào)量是一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以用來(lái)控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問(wèn)。它通常作為一種鎖機(jī)制，防止多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)某一共享資源。信號(hào)量的值表示可用資源的數(shù)量，進(jìn)程在訪問(wèn)共享資源前必須先獲取一個(gè)信號(hào)量。進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用(如semget、semop、semctl等)來(lái)創(chuàng)建、操作和銷(xiāo)毀信號(hào)量。

套接字(Socket)：套接字是一種端到端的通信方式，可以在不同機(jī)器間進(jìn)行通信。它既可以用于本地進(jìn)程間通信，也可以用于網(wǎng)絡(luò)通信。套接字通過(guò)IP地址和端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)通信的雙方，可以實(shí)現(xiàn)全雙工的通信。進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用(如socket、bind、listen、connect、send、recv等)來(lái)創(chuàng)建、綁定、監(jiān)聽(tīng)、連接、發(fā)送和接收套接字。