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如何在网站网站做代理,建立链接,wordpress静态优化,搜索引擎推广的网络营销渠道在C中,进程间通信(IPC)是让多个独立进程交换数据和协调操作的机制。以下详细介绍三种常见的IPC方式: 一、管道(Pipes) 管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,分为匿名管道…

在C++中,进程间通信(IPC)是让多个独立进程交换数据和协调操作的机制。以下详细介绍三种常见的IPC方式:

一、管道(Pipes)

管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,分为匿名管道命名管道

匿名管道(Anonymous Pipes)
  • 特点
    • 只能用于父子进程或兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程)。
    • 单向通信,一端读,一端写。
    • 生命周期随进程结束而销毁。
  • 原理
    • 通过系统调用pipe(int fd[2])创建,返回两个文件描述符:fd[0](读端)和fd[1](写端)。
    • 数据写入管道后存储在内核缓冲区,读取后即被移除。
  • 示例代码(父子进程通信):
#include <unistd.h>
#include <iostream>int main() {int fd[2];char buffer[100];if (pipe(fd) == -1) {perror("pipe failed");return 1;}pid_t pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork failed");return 1;}if (pid == 0) {  // 子进程:写数据close(fd[0]);  // 关闭读端const char* msg = "Hello from child!";write(fd[1], msg, strlen(msg) + 1);close(fd[1]);} else {  // 父进程:读数据close(fd[1]);  // 关闭写端read(fd[0], buffer, sizeof(buffer));std::cout << "Parent received: " << buffer << std::endl;close(fd[0]);}return 0;
}
命名管道(Named Pipes/FIFOs)
  • 特点
    • 以文件形式存在(通过mkfifo创建),可用于无亲缘关系的进程。
    • 遵循先进先出(FIFO)原则。
    • 进程通过打开文件进行读写。
  • 示例代码
// 写进程
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main() {int fd = open("myfifo", O_WRONLY);write(fd, "Hello from writer!", 18);close(fd);return 0;
}// 读进程
#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <unistd.h>int main() {int fd = open("myfifo", O_RDONLY);char buffer[100];read(fd, buffer, 100);std::cout << "Reader received: " << buffer << std::endl;close(fd);return 0;
}
  • 注意:需先创建FIFO文件:mkfifo myfifo

二、 共享内存(Shared Memory)

共享内存允许多个进程直接访问同一块物理内存,是最快的IPC方式。

特点
  • 高效:数据无需复制,直接通过指针访问。
  • 需同步:需配合信号量或互斥锁避免竞态条件。
  • 生命周期:独立于进程,需手动删除。
原理
  1. 创建共享内存段(shmget)。
  2. 将其映射到进程的地址空间(shmat)。
  3. 进程读写内存,操作完成后解除映射(shmdt)并删除(shmctl)。
示例代码
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <iostream>
#include <cstring>int main() {// 创建共享内存段(键值为1234,大小1024字节)int shmid = shmget(1234, 1024, 0666 | IPC_CREAT);if (shmid == -1) {perror("shmget failed");return 1;}// 映射到当前进程char* shared_memory = (char*)shmat(shmid, nullptr, 0);if (shared_memory == (char*)-1) {perror("shmat failed");return 1;}// 写入数据std::strcpy(shared_memory, "Hello from shared memory!");// 解除映射if (shmdt(shared_memory) == -1) {perror("shmdt failed");return 1;}// 读取数据的进程类似,只需将写入操作改为读取return 0;
}

三、 消息队列(Message Queues)

消息队列是内核管理的链表,进程通过发送/接收消息进行通信。

特点
  • 异步通信:发送方和接收方无需同时运行。
  • 消息类型:消息可按类型分类,接收方可选定类型接收。
  • 持久化:消息会一直存在,直到被读取或队列被删除。
原理
  1. 创建消息队列(msgget)。
  2. 发送消息(msgsnd)和接收消息(msgrcv)。
  3. 删除队列(msgctl)。
示例代码
#include <sys/msg.h>
#include <iostream>
#include <cstring>struct Message {long mtype;       // 消息类型(必须大于0)char mtext[100];  // 消息内容
};int main() {// 创建消息队列(键值为5678)int msgid = msgget(5678, 0666 | IPC_CREAT);if (msgid == -1) {perror("msgget failed");return 1;}// 发送消息Message msg;msg.mtype = 1;std::strcpy(msg.mtext, "Hello from message queue!");if (msgsnd(msgid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0) == -1) {perror("msgsnd failed");return 1;}// 接收消息Message received;if (msgrcv(msgid, &received, sizeof(received.mtext), 1, 0) == -1) {perror("msgrcv failed");return 1;}std::cout << "Received: " << received.mtext << std::endl;// 删除队列if (msgctl(msgid, IPC_RMID, nullptr) == -1) {perror("msgctl failed");return 1;}return 0;
}

对比与选择

方式优点缺点适用场景
管道简单易用,自动同步单向,容量有限父子进程间少量数据传输
共享内存速度最快,适合大量数据需手动同步,管理复杂高性能计算,图形处理
消息队列异步通信,按类型分类效率低于共享内存分布式系统,事件驱动架构

注意事项

  1. 同步问题:共享内存和管道需注意竞态条件,建议配合信号量或互斥锁使用。
  2. 资源释放:共享内存和消息队列需手动删除,避免内存泄漏。
  3. 平台差异:Windows和Linux的IPC实现有所不同,上述示例适用于POSIX系统。
http://www.yayakq.cn/news/801435/

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