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進(jìn)程間的通信是操作系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在linux內(nèi)核中，支持多種進(jìn)程間通信方式，如管道、共享內(nèi)存、消息隊(duì)列、信號(hào)量和套接字。本文將分別介紹這幾種進(jìn)程通信方式，并探討Linux中通信實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
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首先介紹的是管道（Pipe），它是由操作系統(tǒng)提供的一種兩個(gè)進(jìn)程間實(shí)現(xiàn)通信的方法。它有一個(gè)特點(diǎn)，就是連接兩個(gè)進(jìn)程間的連接有效區(qū)域是全雙工的，可以支持兩個(gè)進(jìn)程之間不斷的數(shù)據(jù)傳輸。管道是Linux內(nèi)核的一個(gè)管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它的實(shí)現(xiàn)依賴于任務(wù)神經(jīng)元（task_struct）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)！實(shí)現(xiàn)代碼如下：
“`C
struct pipe_inode_info {
struct task_struct *reader;
struct task_struct *writer;
struct file *files[2];
……
};
其次要介紹的是共享內(nèi)存（Shared Memory），它是一種把兩個(gè)進(jìn)程所擁有的物理內(nèi)存空間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而達(dá)到通信的方式。它也能夠有效地解決發(fā)送過(guò)大數(shù)據(jù)量時(shí)，進(jìn)程間的傳輸效率問(wèn)題，例如傳輸大于頁(yè)大小的數(shù)據(jù)。另外，它還能通過(guò)進(jìn)程間的原子操作來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步互斥的作用。
它的實(shí)現(xiàn)原理是共享內(nèi)存的管理以操作系統(tǒng)的vm_area_struct數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)應(yīng)空間的物理頁(yè)框來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)代碼如下：
```C
struct vm_area_struct {
/*
* Area
*/
unsigned long vm_start;
unsigned long vm_end;
/*
* memory management
*/
struct sharing *shared;
……
};
再接下來(lái)介紹的是消息隊(duì)列(Message Queuing)，Linux系統(tǒng)中的消息隊(duì)列是以鏈表的方式將消息存放在一個(gè)緩沖區(qū)中，接受這些消息的進(jìn)程可以從緩沖區(qū)中取出想要的消息進(jìn)行處理，它在任務(wù)通信的方面擁有很高的靈活性，可以依靠它實(shí)現(xiàn)消息的傳輸，它通過(guò)消息隊(duì)列的描述符去句柄進(jìn)程的消息隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)消息傳遞。
它的實(shí)現(xiàn)依賴于linux內(nèi)核中msg_snder_mgr這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放進(jìn)程間的傳輸消息，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
“`C
struct msg_sender_mgr {
int msg_type;
int msg_length;
void *msg_data;
struct list_head msg_list;
};
最后介紹的是信號(hào)量(Semaphore)，信號(hào)量是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配和調(diào)度的一種重要的技術(shù)手段，它可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間資源的互斥性和同步性，信號(hào)量在Linux系統(tǒng)中就是一個(gè)整數(shù)，用于計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值為0時(shí)，無(wú)法再有其他進(jìn)程獲得資源，此時(shí)進(jìn)程被阻塞。
它的實(shí)現(xiàn)是使用semp_struct結(jié)構(gòu)體去存儲(chǔ)semp_value，等待著信號(hào)量遞增，喚醒被阻塞的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
```C
struct semp_struct {
int semp_value;
struct semp_queue *wait_queue;
spinlock_t semp_lock;
};
以上是Linux中進(jìn)程間的通信實(shí)現(xiàn)方式，其核心就是幫助操作系統(tǒng)管理進(jìn)程之間的資源及進(jìn)行進(jìn)程間的通信。這些方式的實(shí)際實(shí)現(xiàn)是建立在Linux內(nèi)核的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)上的，它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)也有所不同，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中可以根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)類似管道、共享內(nèi)存等來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的消息
香港服務(wù)器選創(chuàng)新互聯(lián)，2H2G首月10元開(kāi)通。
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文章標(biāo)題：探究Linux進(jìn)程通信的實(shí)現(xiàn)方式（linux進(jìn)程通信實(shí)現(xiàn)）
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