進(jìn)程之間的通信方式

進(jìn)程之間的通信方式有:

1、管道

2、消息隊列

3续滋、共享內(nèi)存

4、信號量

5孵奶、Socket

1疲酌、管道

我們來看一條 Linux 的語句
netstat -tulnp | grep 8080
學(xué)過 Linux 命名的估計都懂這條語句的含義,其中”|“是管道的意思了袁,它的作用就是把前一條命令的輸出作為后一條命令的輸入朗恳。在這里就是把 netstat -tulnp 的輸出結(jié)果作為 grep 8080 這條命令的輸入。如果兩個進(jìn)程要進(jìn)行通信的話载绿,就可以用這種管道來進(jìn)行通信了粥诫,并且我們可以知道這條豎線是沒有名字的,所以我們把這種通信方式稱之為匿名管道。

并且這種通信方式是單向的,只能把第一個命令的輸出作為第二個命令的輸入槽棍,如果進(jìn)程之間想要互相通信的話弹囚,那么需要創(chuàng)建兩個管道。

居然有匿名管道秒啦,那也意味著有命名管道熬粗,下面我們來創(chuàng)建一個命名管道。

mkfifo test
這條命令創(chuàng)建了一個名字為 test 的命名管道余境。

接下來我們用一個進(jìn)程向這個管道里面寫數(shù)據(jù)驻呐,然后有另外一個進(jìn)程把里面的數(shù)據(jù)讀出來。

echo "this is a pipe" > test // 寫數(shù)據(jù)
這個時候管道的內(nèi)容沒有被讀出的話芳来,那么這個命令就會一直停在這里含末,只有當(dāng)另外一個進(jìn)程把 test 里面的內(nèi)容讀出來的時候這條命令才會結(jié)束。接下來我們用另外一個進(jìn)程來讀取

cat < test // 讀數(shù)據(jù)
我們可以看到即舌,test 里面的數(shù)據(jù)被讀取出來了佣盒。上一條命令也執(zhí)行結(jié)束了。

從上面的例子可以看出顽聂,管道的通知機(jī)制類似于緩存肥惭,就像一個進(jìn)程把數(shù)據(jù)放在某個緩存區(qū)域盯仪,然后等著另外一個進(jìn)程去拿,并且是管道是單向傳輸?shù)摹?/p>

這種通信方式有什么缺點呢蜜葱?顯然全景,這種通信方式效率低下,你看牵囤,a 進(jìn)程給 b 進(jìn)程傳輸數(shù)據(jù)爸黄,只能等待 b 進(jìn)程取了數(shù)據(jù)之后 a 進(jìn)程才能返回。

所以管道不適合頻繁通信的進(jìn)程揭鳞。當(dāng)然馆纳,他也有它的優(yōu)點,例如比較簡單汹桦,能夠保證我們的數(shù)據(jù)已經(jīng)真的被其他進(jìn)程拿走了鲁驶。我們平時用 Linux 的時候,也算是經(jīng)常用舞骆。

2钥弯、消息隊列

那我們能不能把進(jìn)程的數(shù)據(jù)放在某個內(nèi)存之后就馬上讓進(jìn)程返回呢?無需等待其他進(jìn)程來取就返回呢督禽?

答是可以的脆霎,我們可以用消息隊列的通信模式來解決這個問題,例如 a 進(jìn)程要給 b 進(jìn)程發(fā)送消息狈惫,只需要把消息放在對應(yīng)的消息隊列里就行了睛蛛,b 進(jìn)程需要的時候再去對應(yīng)的
消息隊列里取出來。同理胧谈,b 進(jìn)程要個 a 進(jìn)程發(fā)送消息也是一樣忆肾。這種通信方式也類似于緩存吧。

這種通信方式有缺點嗎菱肖?答是有的客冈,如果 a 進(jìn)程發(fā)送的數(shù)據(jù)占的內(nèi)存比較大,并且兩個進(jìn)程之間的通信特別頻繁的話稳强,消息隊列模型就不大適合了场仲。因為 a 發(fā)送的數(shù)據(jù)很大的話,意味發(fā)送消息(拷貝)這個過程需要花很多時間來讀內(nèi)存退疫。

哪有沒有什么解決方案呢渠缕?答是有的,請繼續(xù)往下看褒繁。

3亦鳞、共享內(nèi)存

共享內(nèi)存這個通信方式就可以很好著解決拷貝所消耗的時間了。

這個可能有人會問了,每個進(jìn)程不是有自己的獨立內(nèi)存嗎蚜迅?兩個進(jìn)程怎么就可以共享一塊內(nèi)存了舵匾?

我們都知道,系統(tǒng)加載一個進(jìn)程的時候谁不,分配給進(jìn)程的內(nèi)存并不是實際物理內(nèi)存坐梯,而是虛擬內(nèi)存空間。那么我們可以讓兩個進(jìn)程各自拿出一塊虛擬地址空間來刹帕,然后映射到相同的物理內(nèi)存中吵血,這樣,兩個進(jìn)程雖然有著獨立的虛擬內(nèi)存空間偷溺,但有一部分卻是映射到相同的物理內(nèi)存蹋辅,這就完成了內(nèi)存共享機(jī)制了。

4挫掏、信號量

共享內(nèi)存最大的問題是什么侦另?沒錯,就是多進(jìn)程競爭內(nèi)存的問題尉共,就像類似于我們平時說的線程安全問題褒傅。如何解決這個問題?這個時候我們的信號量就上場了袄友。

信號量的本質(zhì)就是一個計數(shù)器殿托,用來實現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥與同步。例如信號量的初始值是 1剧蚣,然后 a 進(jìn)程來訪問內(nèi)存1的時候支竹,我們就把信號量的值設(shè)為 0,然后進(jìn)程b 也要來訪問內(nèi)存1的時候鸠按,看到信號量的值為 0 就知道已經(jīng)有進(jìn)程在訪問內(nèi)存1了礼搁,這個時候進(jìn)程 b 就會訪問不了內(nèi)存1。所以說待诅,信號量也是進(jìn)程之間的一種通信方式叹坦。

5熊镣、Socket

上面我們說的共享內(nèi)存卑雁、管道、信號量绪囱、消息隊列测蹲,他們都是多個進(jìn)程在一臺主機(jī)之間的通信,那兩個相隔幾千里的進(jìn)程能夠進(jìn)行通信嗎鬼吵?

答是必須的扣甲,這個時候 Socket 這家伙就派上用場了,例如我們平時通過瀏覽器發(fā)起一個 http 請求,然后服務(wù)器給你返回對應(yīng)的數(shù)據(jù)琉挖,這種就是采用 Socket 的通信方式了启泣。

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