【进程间通信】常用方式汇总
随着我们的进程越来越多，难免不同进程之间要互相传输一些数据，那么这个时候该怎么办呢？
下面主要简单了解一下，进程间通信（InterProcess Communication，IPC）的几种实现方式！
1、管道模型
管道模型与软件生命周期模型——瀑布模型（Waterfall Model）很相似。
所谓的瀑布模型，其实就是将整个软件开发过程分成多个阶段，往往是上一个阶段完全做完，才将输出结果交给下一个阶段。
还记得咱们最初学 Linux 命令的时候，有下面这样一行命令：
ps -ef | grep 关键字 | awk '{print $2}' | xargs kill -9
这里面的竖线“|”就是一个管道。它会将前一个命令的输出，作为后一个命令的输入。
从管道的这个名称可以看出来，管道是一种单向传输数据的机制，它其实是一段缓存，里面的数据只能从一端写入，从另一端读出。如果想互相通信，我们需要创建两个管道才行。
管道又可以分为匿名管道和命名管道！
1.1 匿名管道
如上命令：
ps -ef | grep 关键字 | awk '{print $2}' | xargs kill -9
匿名管道：用"|” 表示的管道，意思就是这个类型的管道没有名字，用完了就销毁了。竖线代表的管道随着命令的执行自动创建、自动销毁。用户甚至都不知道自己在用管道这种技术，就已经解决了问题。
1.2 命名管道
命名管道，这个类型的管道需要通过 mkfifo 命令显式地创建。
mkfifo donge #建立一个管道
donge就是这个管道的名称。管道以文件的形式存在，这也符合 Linux 里面一切皆文件的原则。
下面我们看一下文件类型
ls -l
prw-rw-r-- 1 dong dong 0 Sep 28 17:09 donge
可以看到，这个文件的类型是 p，就是 pipe 的意思。
往管道中写入数据
echo "hello world" > donge
这个时候，管道里面的内容没有被读出，这个命令就是停在这里的，即进程被堵塞。
这说明当一个项目组要把它的输出交接给另一个项目组做输入，当没有交接完毕的时候，前一个项目组是不能撒手不管的。
重新打开一个终端，读出管道数据
cat < hello
hello world
一方面，我们能够看到，管道里面的内容被读取出来，打印到了终端上；
另一方面，echo 那个命令正常退出了，也即交接完毕，前一个项目组就完成了使命，可以解散了。
管道通信，我们可以看出，瀑布模型的开发流程效率比较低下，因为团队之间无法频繁地沟通。而且，管道的使用模式，也不适合进程间频繁的交换数据。
2、消息队列
消息队列可以理解为发邮件，每一封邮件都视为一个独立的数据单元，也就是消息体，每个消息体都是固定大小的存储块，在字节流上不连续。
这个消息结构的定义我写在下面了。这里面的类型 type 和正文 text 没有强制规定，只要消息的发送方和接收方约定好即可。
struct msg_buffer {
long mtype;
char mtext[1024];
};
2.1 创建消息队列
消息队列的创建，需要用到msgget函数
int msgget(key_t key, int msgflg);
-
key：该参数是消息队列的唯一标识，由ftok生成。 -
msgflg：取值有以下几个选择：IPC_CREAT、IPC_EXCL，这两个参数详细的作用可以man msgflg看详细介绍。 -
返回值：返回一个近乎唯一的
Message queue id
那么，
key是如何由ftok生成的呢？
我们可以指定一个文件，调用ftok ，它会根据这个文件的 inode，生成一个近乎唯一的 key。
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
pathname：文件信息，必须指定在一个存在的，可访问的文件proj_id：8bit的数据，0-255随意设定
这样就可以获得一个近乎唯一的key了！
只要在这个消息队列的生命周期内，这个文件不要被删除就可以了。只要不删除，无论什么时刻，再调用 ftok，也会得到同样的 key。
综上，创建一个消息队列只需两步：
①：ftok生成一个key
②：msgget生成一个消息队列的ID
如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
int main() {
int messagequeueid;
key_t key;
if((key = ftok("/root/messagequeue/messagequeuekey", 1)) < 0)
{
perror("ftok error");
exit(1);
}
printf("Message Queue key: %d.\n", key);
if ((messagequeueid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) == -1)
{
perror("msgget error");
exit(1);
}
printf("Message queue id: %d.\n", messagequeueid);
}
ftok要指定一个存在的文件，所以我们在执行之前，需要创建该文件。
查看消息队列
System V IPC 体系有一个统一的命令行工具：
ipcmk，ipcs和ipcrm用于创建、查看和删除IPC对象。
查看创建的IPC对象：ipcs -q
dong@ubuntu:~//Interprocess_Communication$ ipcs
------ Message Queues --------
key msqid owner perms used-bytes messages
0x01110005 0 dong 777 0 0
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
------ Semaphore Arrays --------
key semid owner perms nsems
2.2 发送消息
消息队列发送消息，主要调用msgsnd 函数
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
msqid：该参数是msgget所得到的message queue的idmsgp：消息结构体
struct msg_buffer {
long mtype;
char mtext[1024];
};
msgsz：表示消息结构体中，mtext最大长度msgflg：一位掩码，可取值有：IPC_NOWAIT、MSG_COPY、MSG_EXCEPT、MSG_NOERROR，取值说明可见man msgsnd