進(jìn)程間通信就是在不同進(jìn)程之間傳播或交換信息,那么不同進(jìn)程之間存在著什么雙方都可以訪問的介質(zhì)呢?進(jìn)程的用戶空間是互相獨(dú)立的,一般而言是不能互相訪問的,唯一的例外是共享內(nèi)存區(qū)。
信號(hào)是UNIX中所使用的進(jìn)程通信的一種最古老的方法。它是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬,是一種異步通信方式。信號(hào)可以直接進(jìn)行用戶空間進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程之間的交互,內(nèi)核進(jìn)程也可以利用它來通知用戶空間進(jìn)程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。它可以在任何時(shí)候發(fā)給某一進(jìn)程,而無需知道該進(jìn)程的狀態(tài)。
在多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境下,多個(gè)進(jìn)程會(huì)同時(shí)運(yùn)行,并且一些進(jìn)程之間可能存在一定的關(guān)聯(lián)。多個(gè)進(jìn)程可能為了完成同一個(gè)任務(wù)會(huì)相互協(xié)作,這樣形成進(jìn)程之間的同步關(guān)系。而且在不同進(jìn)程之間,為了爭(zhēng)奪有限的系統(tǒng)資源(硬件或軟件資源)會(huì)進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài),這就是進(jìn)程之間的互斥關(guān)系。
可以說,共享內(nèi)存是一種最為高效的進(jìn)程間通信方式。因?yàn)檫M(jìn)程可以直接讀寫內(nèi)存,不需要任何數(shù)據(jù)的復(fù)制。為了在多個(gè)進(jìn)程間交換信息,內(nèi)核專門留出了一塊內(nèi)存區(qū)。這段內(nèi)存區(qū)可以由需要訪問的進(jìn)程將其映射到自己的私有地址空間。因此,進(jìn)程就可以直接讀寫這一內(nèi)存區(qū)而不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的復(fù)制,從而大大提高了效率。
顧名思義,消息隊(duì)列就是一些消息的列表。用戶可以從消息隊(duì)列中添加消息和讀取消息等。從這點(diǎn)上看,消息隊(duì)列具有一定的FIFO特性,但是它可以實(shí)現(xiàn)消息的隨機(jī)查詢,比FIFO具有更大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),這些消息又是存在于內(nèi)核中的,由“隊(duì)列ID”來標(biāo)識(shí)。
通過編寫有名管道多路通信實(shí)驗(yàn),讀者可進(jìn)一步掌握管道的創(chuàng)建、讀寫等操作,同時(shí),也復(fù)習(xí)使用select()函數(shù)實(shí)現(xiàn)管道的通信。
本章詳細(xì)講解了Linux中進(jìn)程間通信的幾種機(jī)制,包括管道通信、信號(hào)通信、消息隊(duì)列、信號(hào)量以及共享內(nèi)存機(jī)制等,并且講解了進(jìn)程間通信的演進(jìn)。
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