前言
环境编程代码实例：进程间通信（IPC）。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-446738.html
代码仓库
- yezhening/Environment-and-network-programming-examples: 环境和网络编程实例 (github.com)
- Environment-and-network-programming-examples: 环境和网络编程实例 (gitee.com)
内容
低级：3种
- 全局变量/glov：类似管道、命名管道、消息队列、共享内存：头文件/库文件全局变量，源文件全局变量
- 文件/file：类似管道、命名管道、消息队列、共享内存
- PV操作/pv：类似信号量
第三方：2种
- 数据库/db：类似管道、命名管道、消息队列、共享内存
- 缓存/cache：类似管道、命名管道、消息队列、共享内存
一般：7种
- 管道/无名管道/pipe
- 命名管道/有名管道/FIFO
- 信号/signal
- 信号量/semaphore：XSI信号量，POSIX信号量
- 消息队列/mq
- 共享内存/shm
- 套接字/socket
高级：1种
- 内存映射/mmap：类似共享内存
全局变量
头文件全局变量
缺点：
- 只读，不可写
- 同步互斥问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
- 扩展问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
相关语句：
- extern
- #include
- …
源文件全局变量
缺点：
- 只读，不可写
- 只能用于具有公共祖先的进程间
- 同步互斥问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
- 扩展问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
文件
缺点：
- 性能问题：访问文件效率低
- 同步互斥问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
- 扩展问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
相关函数：文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-446738.html
- open()
- …
- fopen()
- …
PV操作
缺点：
- 同步互斥问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
- 扩展问题：无法解决。需要引入其他进程间通信机制才能解决
数据库
优点：
- 相对于文件，由相关机制优化同步互斥、性能和扩展问题。
相关数据库：
- MySQL
- SQL Server
- …
缓存
优点：
- 相对于文件，由相关机制优化同步互斥、性能和扩展问题。
相关缓存：
- Memcached
- Redis
- …
管道
缺点：
- 半双工
- 只能用于具有公共祖先的进程间
相关函数：
- pipe()：创建管道
- popen()：打开管道
- pclose()：关闭管道
命名管道
相关函数：
- mkfifo()：创建命名管道
- mkfifoat()：创建命名管道
信号
相关函数：
- signal()
- kill()
- …
信号量
XSI信号量
缺点：
- 在系统范围内起作用，没有引用计数。不能隐式删除，需要显式删除
- 在文件系统中没有名字。不能使用文件相关函数操作，需要使用特定的系统调用或命令
- 不使用文件描述符。不能使用多路复用函数操作，一般一次只使用一个而不是多个（消息队列）
相关函数：
- semget()：获取信号量
- semctl()：控制信号量
- semop()：操作信号量
POSIX信号量
相关函数：
- sem_open()：打开有名信号量
- sem_close()：关闭信号量
- sem_unlink()：销毁有名信号量
- sem_trywait()：尝试等待信号量
- sem_wait()：等待信号量
- sem_timewait()：定时等待信号量
- sem_post()：提交信号量
- sem_init()：初始化无名信号量
- sem_destroy()：销毁无名信号量
- sem_getvalue()：获取信号量值
消息队列/mq
缺点：
- 在系统范围内起作用，没有引用计数。不能隐式删除，需要显式删除
- 在文件系统中没有名字。不能使用文件相关函数操作，需要使用特定的系统调用或命令
- 不使用文件描述符。不能使用多路复用函数操作，一般一次只使用一个而不是多个（消息队列）
相关函数：
- ftok()：创建键
- msgget()：获取消息队列
- msgctl()：控制消息队列
- msgsnd()：发送消息到消息队列
- msgrcv()：接收消息从消息队列
共享内存/shm
缺点：
- 在系统范围内起作用，没有引用计数。不能隐式删除，需要显式删除
- 在文件系统中没有名字。不能使用文件相关函数操作，需要使用特定的系统调用或命令
- 不使用文件描述符。不能使用多路复用函数操作，一般一次只使用一个而不是多个（消息队列）
相关函数：
- shmget()：获取共享内存
- shmctl()：控制共享内存
- shmat()：连接共享内存
- shmdt()：分离共享内存
套接字/sock
优点：
- 可用于不同主机进程间的通信
相关函数：
- socket()
- bind()
- …
内存映射
相关函数：
- mmap()
- munmap()
代码
说明
- 由于代码篇幅较多，在博客中直接粘贴并呈现会显得冗长，因此未在博客中放置代码。请前往"代码仓库"查看或获取相关代码
- 对大部分总结的进程间通信机制提供简单实现
- 有详细步骤解析
- 只简单演示基础的操作，未考虑深层次的问题
- 对相关函数获取返回值进行错误处理，不相关函数不进行错误处理
目录结构
- 头文件全局变量：glov_h
- 源文件全局变量：glov_s
- 文件，PV操作：file_pv
- 管道：pipe
- 命名管道：fifo
- 信号：sig
- XSI信号量：sem_XSI
- POSIX信号量：sem_POSIX
- 消息队列：mq
- 共享内存：shm
- 套接字：socket（使用代码仓库中，“传输控制协议（TCP）简单版：TCP_simple”）
- 内存映射：mmap
持续更新
- 当前内容总结于博主和《UNIX环境高级编程（第3版）》的一部分
- 在《UNIX网络编程（第3版）卷2：进程间通信》中，还有其他的进程间通信机制，在后面有时间阅读后，持续更新代码仓库和博客
总结
环境编程代码实例：进程间通信（IPC）。
参考资料
- 《UNIX环境高级编程（第3版）》作者：W.Richard Stevens，Stephen A.Rago
- 《UNIX网络编程（第3版）》作者：W.Richard Stevens，Bill Fenner，Andrew M.Rudoff
作者的话
- 感谢参考资料的作者/博主
- 作者：夜悊
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- 文章在认识上有错误的地方, 敬请批评指正
- 望读者们都能有所收获
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