1. 程式人生 > >程序間互動的幾種方式

程序間互動的幾種方式

程序間通訊就是在不同程序之間傳播或交換資訊,那麼不同程序之間存在著什麼雙方都可以訪問的介質呢?程序的使用者空間是互相獨立的,一般而言是不能互相訪問的,唯一的例外是共享記憶體區。但是,系統空間卻是“公共場所”,所以核心顯然可以提供這樣的條件。除此以外,那就是雙方都可以訪問的外設了。在這個意義上,兩個程序當然也可以通過磁碟上的普通檔案交換資訊,或者通過“登錄檔”或其它資料庫中的某些表項和記錄交換資訊。廣義上這也是程序間通訊的手段,但是一般都不把這算作“程序間通訊”。因為那些通訊手段的效率太低了,而人們對程序間通訊的要求是要有一定的實時性。 
程序間通訊主要包括管道, 系統IPC(包括訊息佇列,訊號量,共享儲存), SOCKET.
管道包括三種:1)普通管道PIPE, 通常有種限制,一是半雙工,只能單向傳輸;二是隻能在父子程序間使用. 2)流管道s_pipe: 去除了第一種限制,可以雙向傳輸. 3)命名管道:name_pipe, 去除了第二種限制,可以在許多並不相關的程序之間進行通訊.

系統IPC的三種方式類同,都是使用了核心裡的識別符號來識別. 

管道( pipe ):管道是一種半雙工的通訊方式,資料只能單向流動,而且只能在具有親緣關係的程序間使用。程序的親緣關係通常是指父子程序關係。

# 有名管道 (named pipe) : 有名管道也是半雙工的通訊方式,但是它允許無親緣關係程序間的通訊。
# 訊號量( semophore ) : 訊號量是一個計數器,可以用來控制多個程序對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制,防止某程序正在訪問共享資源時,其他程序也訪問該資源。因此,主要作為程序間以及同一程序內不同執行緒之間的同步手段。
# 訊息佇列( message queue ) : 訊息佇列是由訊息的連結串列,存放在核心中並由訊息佇列識別符號標識。訊息佇列克服了訊號傳遞資訊少、管道只能承載無格式位元組流以及緩衝區大小受限等缺點。
# 訊號 ( sinal ) : 訊號是一種比較複雜的通訊方式,用於通知接收程序某個事件已經發生。
# 共享記憶體( shared memory ) :共享記憶體就是對映一段能被其他程序所訪問的記憶體,這段共享記憶體由一個程序建立,但多個程序都可以訪問。共享記憶體是最快的 IPC 方式,它是針對其他程序間通訊方式執行效率低而專門設計的。它往往與其他通訊機制,如訊號兩,配合使用,來實現程序間的同步和通訊。
# 套接字( socket ) : 套解口也是一種程序間通訊機制,與其他通訊機制不同的是,它可用於不同及其間的程序通訊。
FAQ1: 管道與檔案描述符,檔案指標的關係? 
答: 其實管道的使用方法與檔案類似,都能使用read,write,open等普通IO函式. 管道描述符來類似於檔案描述符. 事實上, 管道使用的描述符, 檔案指標和檔案描述符最終都會轉化成系統中SOCKET描述符. 都受到系統核心中SOCKET描述符的限制. 本質上LINUX核心原始碼中管道是通過空檔案來實現.
FAQ2: 管道的使用方法? 
答: 主要有下面幾種方法: 1)pipe, 建立一個管道,返回2個管道描述符.通常用於父子程序之間通訊. 2)popen, pclose: 這種方式只返回一個管道描述符,常用於通訊另一方是stdin or stdout; 3)mkpipe: 命名管道, 在許多程序之間進行互動.
FAQ3: 管道與系統IPC之間的優劣比較? 
答: 管道: 優點是所有的UNIX實現都支援, 並且在最後一個訪問管道的程序終止後,管道就被完全刪除;缺陷是管道只允許單向傳輸或者用於父子程序之間.
系統IPC: 優點是功能強大,能在毫不相關程序之間進行通訊; 缺陷是關鍵字KEY_T使用了核心標識,佔用了核心資源,而且只能被顯式刪除,而且不能使用SOCKET的一些機制,例如select,epoll等.
FAQ4: WINDOS程序間通訊與LINUX程序間通訊的關係?
答: 事實上,WINDOS的程序通訊大部分移植於UNIX, WINDOS的剪貼簿,檔案對映等都可從UNIX程序通訊的共享儲存中找到影子.
FAQ5: 程序間通訊與執行緒間通訊之間的關係? 

答: 因為WINDOWS執行的實體是執行緒, 狹義上的程序間通訊其實是指分屬於不同程序的執行緒之間的通訊.而單個程序之間的執行緒同步問題可歸併為一種特殊的程序通訊.它要用到核心支援的系統呼叫來保持執行緒之間同步. 通常用到的一些執行緒同步方法包括:Event, Mutex, 訊號量Semaphore, 臨界區資源等.

摘自:http://blog.csdn.net/yufaw/article/details/7409596</span>