Linux 进程间通讯
Linux IPC 方式
在Linux系统中,进程间通信(IPC)是多个运行中的程序或进程之间交换数据和信息的关键机制。Linux提供了多种IPC机制,每种机制都有其特定的用途和优势。以下是Linux上主要的IPC通信方式:
-
管道(Pipes)
- 管道是Linux中最古老的IPC机制之一,它允许数据从一个进程(生产者)流向另一个进程(消费者)。管道是半双工的,即数据只能在一个方向上传输。
- 无名管道:仅在具有亲缘关系的进程(如父进程和子进程)之间可用,一旦创建了管道,它就与创建它的进程相关联。
- 命名管道(FIFO):可以在没有亲缘关系的进程之间使用,它们是文件系统中的特殊文件,可以跨启动会话使用。
-
消息队列(Message Queues)
- 消息队列允许进程之间传递结构化的消息,每个消息都有一个类型,这使得消息的过滤成为可能。
- 消息队列是系统V IPC的一部分,可以在多个进程中使用,即使进程重启后仍然存在。
-
信号量(Semaphores)
- 信号量用于控制对共享资源的访问,避免竞态条件。它们可以是二进制(只有0和1的状态)或计数信号量(可以有多个单位)。
- 信号量同样属于系统V IPC的一部分,可以跨进程使用,用于同步进程间的操作。
-
共享内存(Shared Memory)
- 共享内存允许多个进程直接访问同一块内存区域,这是最快的IPC机制,因为数据不需要复制。
- 使用共享内存时,通常还需要信号量或互斥锁来防止多个进程同时修改同一数据。
-
信号(Signals)
- 信号是软件中断,可以由硬件事件、软件异常或另一个进程发送给进程。它们主要用于通知进程发生了某些事件。
- 信号本身并不携带大量数据,但是可以触发进程执行特定的操作。
-
套接字(Sockets)
- 套接字提供了进程间通信的网络接口,不仅限于本地进程间通信,还可以用于网络通信。
- 包括流式套接字(SOCK_STREAM,类似TCP)和数据报套接字(SOCK_DGRAM,类似UDP)。
-
流(Streams)
- 流类似于管道,但它们提供了更复杂的通信机制,支持错误处理、流控制和多路复用。
-
内存映射文件(Memory-Mapped Files)
- 虽然严格来说这不是传统的IPC机制,但通过将文件映射到内存中,进程可以像访问内存一样访问文件,从而实现进程间的数据共享。
选择IPC机制时,应考虑通信的需求(如速度、可靠性、复杂性、数据大小等),以及进程之间的关系(如是否在同一台机器上,是否有亲缘关系等)。例如,对于需要高速数据传输的场景,共享内存可能是最佳选择,而如果需要在网络上的多个机器之间通信,则应使用套接字。
几种常用的方式举例说明
1. 管道(Pipes):
- 匿名管道(Anonymous Pipes):只能用于有亲缘关系的进程之间(如父子进程)。通过
pipe()
系统调用创建,数据以字节流的形式在进程之间传输。- 示例:
int fd[2]; pipe(fd); if (fork() == 0) {// 子进程close(fd[1]);char buf[100];read(fd[0], buf, sizeof(buf));printf("Child read: %s\n", buf);close(fd[0]); } else {// 父进程close(fd[0]);write(fd[1], "Hello from parent", 17);close(fd[1]); }
- 示例:
- 命名管道(Named Pipes/FIFOs):可以用于没有亲缘关系的进程之间。通过
mkfifo()
系统调用创建。- 示例:
mkfifo("/tmp/myfifo", 0666); if (fork() == 0) {// 子进程int fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);char buf[100];read(fd, buf, sizeof(buf));printf("Child read: %s\n", buf);close(fd); } else {// 父进程int fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);write(fd, "Hello from parent", 17);close(fd);wait(NULL); // 等待子进程结束unlink("/tmp/myfifo"); // 删除FIFO文件 }
- 示例:
2. 消息队列(Message Queues):
- 提供了一种基于消息的通信方式,允许发送和接收带类型的消息。通过
msgget()
、msgsnd()
和msgrcv()
系统调用进行操作。- 示例:
key_t key = ftok("somefile", 65); int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT); struct msg_buffer {long msg_type;char msg_text[100]; } message;if (fork() == 0) {// 子进程message.msg_type = 1;msgrcv(msgid, &message, sizeof(message.msg_text), 1, 0);printf("Child received: %s\n", message.msg_text); } else {// 父进程message.msg_type = 1;strcpy(message.msg_text, "Hello from parent");msgsnd(msgid, &message, sizeof(message.msg_text), 0);wait(NULL); // 等待子进程结束msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL); // 删除消息队列 }
- 示例:
3. 共享内存(Shared Memory):
- 允许多个进程直接访问同一块内存区域,通过
shmget()
、shmat()
和shmdt()
系统调用进行操作,通常需要配合信号量或互斥锁来控制访问。- 示例:
key_t key = ftok("somefile", 65); int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT); char *str = (char*) shmat(shmid, NULL, 0);if (fork() == 0) {// 子进程sleep(1); // 确保父进程先写入printf("Child read: %s\n", str);shmdt(str); } else {// 父进程strcpy(str, "Hello from parent");wait(NULL); // 等待子进程结束shmdt(str);shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存 }
- 示例:
4. 信号量(Semaphores):
- 用于控制对共享资源的访问,通过
semget()
、semop()
和semctl()
系统调用进行操作。- 示例:
key_t key = ftok("somefile", 65); int semid = semget(key, 1, 0666 | IPC_CREAT); semctl(semid, 0, SETVAL, 1); // 初始化信号量为1 struct sembuf sb = {0, -1, 0}; // P操作if (fork() == 0) {// 子进程semop(semid, &sb, 1); // P操作printf("Child in critical section\n");sleep(2);sb.sem_op = 1; // V操作semop(semid, &sb, 1); } else {// 父进程semop(semid, &sb, 1); // P操作printf("Parent in critical section\n");sleep(2);sb.sem_op = 1; // V操作semop(semid, &sb, 1);wait(NULL); // 等待子进程结束semctl(semid, 0, IPC_RMID); // 删除信号量 }
- 示例:
5. 套接字(Sockets):
- 适用于网络通信,也可以用于同一台机器上的进程间通信,支持面向连接的TCP和无连接的UDP协议。
- 示例(Unix域套接字):
int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_un addr = {0}; addr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(addr.sun_path, "/tmp/mysocket");if (fork() == 0) {// 子进程sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));char buf[100];read(sockfd, buf, sizeof(buf));printf("Child read: %s\n", buf);close(sockfd); } else {// 父进程bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));listen(sockfd, 5);int connfd = accept(sockfd, NULL, NULL);write(connfd, "Hello from parent", 17);close(connfd);close(sockfd);wait(NULL); // 等待子进程结束unlink("/tmp/mysocket"); // 删除套接字文件 }
- 示例(Unix域套接字):
这些IPC机制在实际开发中各有其适用场景,选择适合的方式可以有效地实现进程间的通信和数据共享。
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ffmpeg编码图象时报错Invalid buffer size, packet size * < expected frame_size *
使用ffmpeg将单个yuv文件编码转为jpg或其他图像格式时,报错: Truncating packet of size 11985408 to 3585 [rawvideo 0x1bd5390] Packet corrupt (stream 0, dts 1). image_3264_2448_0.yuv: corrupt input packet in stream 0 [rawvideo 0x1bd7c60…...
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解决类重复的问题
1.针对AndroidX 类重复问题 解决办法: android.useAndroidXtrue android.enableJetifiertrue2.引用其他sdk出现类重复的问题解决办法:configurations {all { // You should exclude one of them not both of themexclude group: "com.enmoli"…...
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使用 shell 脚本 统计app冷启动耗时
下面是一个 shell 脚本,它使用 参数将包名称作为参数--app,识别相应应用程序进程的 PID,使用 终止该进程adb shell kill,最后使用 重新启动该应用程序adb shell am start: #!/bin/bash# Check if package name is pro…...
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Android 数据备份:确保信息安全与持久性
Android 手机上的数据备份是保护用户重要信息和确保数据持久性的关键措施。随着移动设备在我们日常生活中的重要性日益增加,数据备份不仅仅是一项良好的实践,更是保障个人和专业数据安全的必要步骤。 为什么需要数据备份? 在移动设备上&…...
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使用 App Store Connect API 生成和读取分析报告
文章目录 前言安装 API Swift SDK配置 API Swift SDK生成分析报告获取所有可用的报告获取报告的分段下载分段的数据总结 前言 Apple 最近推出了50多个新的分析报告,其中包含数百个新的数据点和指标,以帮助开发者了解他们的应用程序的表现情况。 这些报…...
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【TB作品】蜂鸣器音乐播放,ATMEGA16单片机,Proteus仿真
蜂鸣器音乐播放设计课程报告 1. 项目背景 音乐是人类生活中不可或缺的一部分,利用电子设备播放简单的音乐可以应用于许多场景,如报警系统、电子玩具等。本项目使用ATmega16单片机和蜂鸣器,通过编程实现了一首简短的音乐《天空之城》的播放。…...
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Kafka~消息发送过程与ISR机制了解
消息发送过程 使用Kafka发送消息时,一般有两种方式分别是: 同步发送异步发送 同步发送时,可以在发送消息后,通过get方法等待消息结果,这种情况能够准确的拿到消息最终的发送结果,要么是成功、要么是失败…...
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小白学Frp+Proxifier | 网隧道搭建
一、什么是Frp和Proxifier Frp(Fast Reverse Proxy):是一款高性能的反向代理应用,可以帮助你将内网服务暴露到外网。 Proxifier:是一款网络代理软件,允许网络应用通过HTTP、SOCKS代理连接互联网。 二、准…...
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算法基础-----【动态规划】
动态规划(待完善) 动规五部曲分别为: 确定dp数组(dp table)以及下标的含义确定递推公式(状态转移公式)dp数组如何初始化确定遍历顺序举例推导dp数组、 动态规划的核心就是递归剪枝(存储键值,…...
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ChatGPT的基本原理是什么?又该如何提高其准确性?
在深入探索如何提升ChatGPT的准确性之前,让我们先来了解一下它的工作原理吧。ChatGPT是一种基于深度学习的自然语言生成模型,它通过预训练和微调两个关键步骤来学习和理解自然语言。 在预训练阶段,ChatGPT会接触到大规模的文本数据集&#x…...
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如何让你的网站能通过域名访问
背景 当我们租一台云服务器,并在上面运行了一个Web服务,我们可以使用云服务器的公网IP地址进行访问,如下: 本文主要记录如何 实现让自己的网站可以通过域名访问。 买域名 可以登录腾讯云等主流公有云平台的,购买域名…...
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什么是访问控制漏洞
什么是AC Bugs? 实验室 Vertical privilege escalation 仅通过隐藏目录/判断参数来权限控制是不安全的(爆破url/爬虫/robots.txt/Fuzz/jsfinder) Unprotected functionality 访问robots.txt 得到隐藏目录,访问目录 ,…...
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网络应用层之(1)DHCPv6协议
网络应用层之(1)DHCPv6协议 Author: Once Day Date: 2024年5月26日 一位热衷于Linux学习和开发的菜鸟,试图谱写一场冒险之旅,也许终点只是一场白日梦… 漫漫长路,有人对你微笑过嘛… 全系列文章可参考专栏: 通信网络技术_Once-Day的博客-C…...
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使用NuScenes数据集生成ROS Bag文件:深度学习与机器人操作的桥梁
在自动驾驶、机器人导航及环境感知的研究中,高质量的数据集是推动算法发展的关键。NuScenes数据集作为一项开源的多模态自动驾驶数据集,提供了丰富的雷达、激光雷达(LiDAR)、摄像头等多种传感器数据,是进行多传感器融合…...
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线性插值的频域特性
1、抽取和插值的简单说明 抽取和插值是变采样过程中常用的两种手段,其中抽取的目的是降低数据的采样率,以降低对系统存储深度或计算量的要求。插值的目的是提高数据的采样率,以提高系统的计算精度。 M M M倍抽取通常是通过每隔 M M M…...