C++ Linux如何进行进程间通信

在Linux环境下，C++程序可以通过多种方式进行进程间通信（IPC）。以下是一些常用的IPC机制：

1. 管道（Pipes）:

   • 匿名管道（Anonymous Pipes）：通常用于父子进程之间的通信。
   • 命名管道（Named Pipes，FIFOs）：允许无亲缘关系的进程之间进行通信。

2. 信号（Signals）:

   • 用于通知接收进程某个事件已经发生。

3. 消息队列（Message Queues）:

   • 允许进程发送和接收消息。

4. 共享内存（Shared Memory）:

   • 多个进程可以映射到同一块物理内存地址，实现高效的数据交换。

5. 信号量（Semaphores）:

   • 主要用于进程同步，控制多个进程对共享资源的访问。

6. 套接字（Sockets）:

   • 支持不同机器间的进程通信，也可以用于同一台机器上的进程通信。

下面是一些简单的示例代码，展示了如何在C++中使用这些IPC机制：

匿名管道

#include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> #include <iostream> int main() { int pipefd[2]; pid_t pid; char buffer[10]; if (pipe(pipefd) == -1) { perror("pipe"); exit(EXIT_FAILURE); } pid = fork(); if (pid == -1) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } if (pid > 0) { // 父进程 close(pipefd[0]); // 关闭读端 write(pipefd[1], "Hello from parent", 20); close(pipefd[1]); // 关闭写端 wait(NULL); // 等待子进程结束 } else { // 子进程 close(pipefd[1]); // 关闭写端 read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer)); std::cout << "Child received: " << buffer << std::endl; close(pipefd[0]); // 关闭读端 } return 0; } 

命名管道（FIFO）

#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <iostream> int main() { const char* fifo = "/tmp/myfifo"; mkfifo(fifo, 0666); int fd = open(fifo, O_RDWR); if (fd == -1) { perror("open"); exit(EXIT_FAILURE); } const char* message = "Hello from FIFO"; write(fd, message, strlen(message) + 1); char buffer[10]; read(fd, buffer, sizeof(buffer)); std::cout << "Received: " << buffer << std::endl; close(fd); unlink(fifo); // 删除FIFO return 0; } 

共享内存

#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <iostream> #include <cstring> int main() { key_t key = ftok("shmfile", 65); int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT); char* str = (char*) shmat(shmid, (void*)0, 0); strcpy(str, "Hello shared memory"); std::cout << "Shared memory: " << str << std::endl; shmdt(str); shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); return 0; } 

信号量

#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h> #include <iostream> union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; }; int main() { key_t key = ftok("semfile", 65); int semid = semget(key, 1, 0666|IPC_CREAT); union semun arg; arg.val = 1; // 初始化信号量为1 semctl(semid, 0, SETVAL, arg); // 使用semop进行信号量操作... // ... semctl(semid, 0, IPC_RMID); return 0; } 

套接字

// 这是一个非常基础的TCP套接字示例，实际使用时需要更多的错误检查和资源管理。 #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <iostream> #include <cstring> int main() { int server_fd, new_socket; struct sockaddr_in address; int opt = 1; int addrlen = sizeof(address); char buffer[1024] = {0}; if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) { perror("socket failed"); exit(EXIT_FAILURE); } if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) { perror("setsockopt"); exit(EXIT_FAILURE); } address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; address.sin_port = htons(8080); if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) { perror("bind failed"); exit(EXIT_FAILURE); } if (listen(server_fd, 3) < 0) { perror("listen"); exit(EXIT_FAILURE); } if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) { perror("accept"); exit(EXIT_FAILURE); } read(new_socket, buffer, 1024); std::cout << "Message from client: " << buffer << std::endl; send(new_socket, "Hello from server", 17, 0); std::cout << "Hello message sent\n"; close(new_socket); close(server_fd); return 0; } 

请注意，这些示例代码仅用于演示目的，实际应用中需要考虑更多的错误处理和资源管理。在使用这些IPC机制时，还需要确保同步和互斥，以避免竞态条件和其他并发问题。