Linux IPC简单总结

时间：2014-09-11 21:01:22 阅读：292 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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###Linux IPC###
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##消息传递##

- 信号：非亲缘，传递信息少，只能是控制信息而不是数据信息

- 管道：要亲缘，无边界字节流，先进先出，消耗掉就没了，没有窥探功能MSG_PEEK

- FIFO：非亲缘，无边界字节流，先进先出，消耗掉就没了，没有窥探功能MSG_PEEK

- Socket：非亲缘，边界可有可无，效率较低

- Unix Socket：非亲缘，边界可有可无，比Socket的效率高，比共享内存的效率低

- 消息队列：无亲缘，有边界，比共享内存的效率低，有优先级，消耗掉就没了，没有窥探功能MSG_PEEK

        分为Posix和System V两种，posix消息队列和System V的消息队列的区别：posix消息队列支持notify，
        每次拿的都是优先级最高的消息，posix可以对应于一个文件（随文件系统进行持久化的），通过 fstat 该
        文件得到消息队列的信息，而 System　V 可以指定每次拿哪一优先级的消息，有 ipc_perm 结构来描述。

- 共享内存

        效率最高，缺点是需要自行处理同步
        匿名共享内存：System V 和Posix用shm_open打开的都是匿名的，随内核持续
        有名共享内存：Posix用open打开的有名的，可随文件系统持续，随文件持续
                    Posix的在使用时可以扩张，而System V在创建时就定下来了。

##同步机制##

- 互斥量：只有两种状态（信号量有>2的状态），解锁只能有上锁的进程完成（信号量不用）

- 条件变量：如果没有线程在条件变量上等信号，那么信号会丢失(信号量不会丢失，因为有一个与之关联的状态)

- 读写锁：与互斥量不同的，读锁可以加多次，写锁只能加一次。要注意读写饥饿问题。

- 信号量：SystemV是匿名的，Posix有有名和匿名两种。有名的总能在不同进程间共享，匿名的需要信号量在共享内存中才可以。Posix有名信号可以随文件持久，也就是没解锁，下次启动内核或进程还是没解锁的。

- 记录上锁：互斥量（条件变量+读写锁）只能在同一进程或锁定义在共享内存的进程间使用。记录上锁可以用于完全没关系的进程。分劝告性记录上锁和强制性记录上锁。劝告性的加了写锁是不影响读的，加了读锁是不影响写的；强制性锁则使内核检查每个read和write请求，以验证其操作不会干扰由某个进程持有的某个锁。对于通常的阻塞式描述字，与某个强制性锁冲突的read或write将把调用进程投入睡眠，直到该锁释放为止。对于非阻塞式描述字，与某个强制性锁冲突的read或write将导致它们返回一个EAGAIN错误。记录上锁在进程结束后没有被及时显式解锁，内核也会解锁。System V对这个功能是可选的，而其他的不会。

##IPC的优缺点###

- 管道( pipe )：数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。好处是方便，在fork一个子进程时，父进程往往是用pipe来获取子进程的输出。

- 有名管道 (named pipe)，也被称为FIFO：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

- 消息队列( message queue ) ：消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。通信的两个进程之间可以是完全无关的进程，消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。比FIFO更有优势。但很少见到有用消息队列的。

- 共享内存( shared memory ) ：优点是快，缺点是需要程序员做同步，对程序员的要求相对较高。mmap(posix)可以对文件进行映射，而shm*只能对内存进行映射。

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