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Linux进程通信详解:管道信号共享内存

2026-01-20 10:16:46 0浏览 收藏

从现在开始,努力学习吧!本文《Linux进程间通信详解:管道、信号与共享内存》主要讲解了等等相关知识点,我会在golang学习网中持续更新相关的系列文章,欢迎大家关注并积极留言建议。下面就先一起来看一下本篇正文内容吧,希望能帮到你!

Linux进程间通信机制包括:①匿名管道用于父子进程单向通信,通过pipe()创建、fork()分配读写端;②命名管道(FIFO)允许无关进程通过mkfifo创建的特殊文件通信;③信号机制使用kill()或命令发送SIGUSR1等信号,接收方用signal()注册处理函数实现控制;④共享内存通过shmget()创建、shmat()映射同一物理内存段,实现高效数据共享;⑤消息队列利用msgget()创建队列,msgsnd()和msgrcv()收发结构化消息,支持异步通信。各机制分别适用于不同场景,协同完成进程协调与数据交换。

LINUX下如何实现进程间通信_详解LINUX管道、信号、共享内存等机制

如果您希望在Linux系统中实现不同进程之间的数据交换与协调工作,可能需要借助多种进程间通信机制来完成。这些机制允许进程传递消息、共享数据或发送控制信号。

本文运行环境:联想ThinkPad X1 Carbon,Ubuntu 22.04。

一、使用匿名管道进行通信

匿名管道是一种最基础的进程间通信方式,适用于具有亲缘关系的进程之间,如父子进程。它通过创建一个临时的数据通道,使一个进程的输出成为另一个进程的输入。

1、在C语言程序中调用 pipe() 函数创建管道,该函数会返回两个文件描述符:一个用于读取,一个用于写入。

2、调用 fork() 创建子进程,父子进程中分别关闭不需要的读端或写端,以避免数据混乱。

3、父进程向管道写入数据,子进程从管道读取数据,实现单向通信。

4、通信完成后,双方需调用 close() 关闭文件描述符释放资源。

二、使用命名管道(FIFO)进行通信

命名管道克服了匿名管道只能用于亲缘进程的限制,允许无关进程通过文件系统中的一个特殊文件节点进行通信。

1、使用命令行工具 mkfifo fifo_name 创建一个命名管道文件。

2、一个进程以只写模式打开该FIFO文件并写入数据,另一个进程以只读模式打开并读取数据。

3、当没有进程打开写端时,读操作将被阻塞;同样,若无读端打开,写操作也可能阻塞。

4、通信结束后关闭文件描述符,并可选择删除FIFO文件以清理系统。

三、利用信号实现进程控制

信号是Linux中用于通知进程发生某种事件的机制,可用于中断、终止或暂停进程,也可由用户自定义处理逻辑。

1、使用 kill() 或命令行 kill -SIGUSR1 PID 向目标进程发送指定信号。

2、在接收信号的进程中调用 signal()sigaction() 注册信号处理函数。

3、当信号到达时,进程会中断当前执行流,转而执行注册的处理函数。

4、注意部分信号不可被捕获或忽略,例如 SIGKILLSIGSTOP

四、通过共享内存提升数据访问效率

共享内存允许多个进程映射同一块物理内存区域,从而实现高速的数据共享,是最快的IPC机制之一。

1、调用 shmget() 创建或获取一个共享内存段的标识符。

2、使用 shmat() 将该内存段附加到当前进程的地址空间,获得可访问的指针。

3、多个进程可通过相同的键值连接到同一内存区,直接读写共享数据。

4、使用完毕后应调用 shmdt() 分离内存段,必要时用 shmctl() 删除内存段。

五、使用消息队列传递结构化数据

消息队列提供了一种进程间发送有类型数据块的机制,支持异步通信且不依赖于进程的启动顺序。

1、调用 msgget() 获取一个消息队列的标识符,可设置权限和创建标志。

2、发送进程使用 msgsnd() 将结构化的消息写入队列,每个消息包含类型字段和数据体。

3、接收进程调用 msgrcv() 按消息类型或顺序从队列中读取消息。

4、可通过 msgctl() 控制队列属性或将其从系统中删除。

今天关于《Linux进程通信详解:管道信号共享内存》的内容介绍就到此结束,如果有什么疑问或者建议,可以在golang学习网公众号下多多回复交流;文中若有不正之处,也希望回复留言以告知!

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