IPC（InterProcess Communication）的方式通常有管道（包括无名管道和命名管道）、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等。其中Socket和Stream支持不同主机上的两个进程IPC。
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管道（Pipes）：管道是一种半双工的通信方式，用于具有亲缘关系的进程间通信。它通常用于父子进程或者兄弟进程之间。管道可以是匿名管道，也可以是命名管道。
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消息队列（Message Queues）：消息队列是一种通过消息传递进行通信的方式。发送方将消息发送到队列中，接收方从队列中接收消息。消息队列可以实现进程间的异步通信。
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信号量（Semaphores）：信号量是一种计数器，用于控制对共享资源的访问。它通常用于同步进程之间的操作，以避免竞争条件。
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共享内存（Shared Memory）：共享内存是一种允许多个进程访问同一块内存区域的方式。这种方式通常比较高效，但需要处理进程间的同步和互斥。
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套接字（Sockets）：套接字是一种网络编程接口，不仅可以用于不同主机间的进程通信，也可以用于同一主机上的进程通信。套接字可以基于网络协议（如TCP/IP）或本地协议（如UNIX域套接字）实现。
一、管道
管道（Pipes）是一种在Unix和类Unix系统中常见的进程间通信（IPC）机制，用于在具有亲缘关系的进程之间传递数据。管道是一个单向通道，允许一个进程将输出直接发送到另一个进程的输入。它是一种半双工通信方式，即数据只能单向流动，不能双向传输。
类型
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匿名管道（Anonymous Pipes）：匿名管道是最简单的管道形式，它只存在于内存中，并且通常用于父子进程之间的通信。在Unix系统中，可以使用
pipe()系统调用创建匿名管道。 -
命名管道（Named Pipes）：命名管道是一种具有持久性的管道，它以文件的形式存在于文件系统中，并允许无关进程之间进行通信。命名管道通常用于不具有亲缘关系的进程之间的通信。
特点
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单向通信：管道是单向的，数据只能沿着管道的方向流动，不能双向传输。
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半双工：管道是半双工的，即数据只能在一个方向上传输。如果需要双向通信，通常需要创建两个管道。
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FIFO（先进先出）：管道遵循FIFO的原则，即数据按照写入的顺序从管道中读取出来。
使用
在Unix系统中，可以使用pipe()系统调用创建匿名管道，它返回两个文件描述符，一个用于读取，一个用于写入。然后可以使用fork()创建一个新的进程，在父子进程之间共享管道，并使用dup2()系统调用将管道文件描述符重定向到标准输入或标准输出。接着，一个进程可以通过写入管道的方式向另一个进程发送数据，另一个进程则可以通过读取管道来接收数据。
示例
下面是一个简单的C语言示例，演示了如何在父子进程之间使用匿名管道进行通信：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
int fd[2];
int pid;
char buf[128];
//创建管道
if(pipe(fd) == -1) {
printf("creat pipe failed\n");
}
//创建子进程
pid = fork();
if(pid < 0) {
printf("creat child faild\n");
} else if(pid > 0) { //父进程
printf("this is father\n");
close(fd[0]); //关闭读取端
//向管道写数据
write(fd[1], "hello from father", strlen("hello from father"));
wait(NULL);
} else {
printf("this is child\n");
close(fd[1]); //关闭写入端
read(fd[0], buf, sizeof(buf)); //从管道读数据
printf("child print: %s\n", buf);
exit(1);
}
return 0;
}
程序执行结果如下：
命名管道（Named Pipes）的使用：
命名管道是一种具有持久性的管道，它以文件的形式存在于文件系统中，并允许无关进程之间进行通信。相比于匿名管道，命名管道允许不具有亲缘关系的进程之间进行通信。
创建命名管道
在Unix/Linux系统中，可以使用mkfifo()函数创建命名管道。命名管道创建后，会在文件系统中生成一个特殊类型的文件，它可以像普通文件一样被打开、读取和写入。
使用命名管道
使用命名管道和使用普通文件一样，可以使用文件I/O操作来读取和写入数据。不同的是，命名管道的数据读取和写入是以先进先出（FIFO）的方式进行的，即写入的数据按照写入的顺序从管道中读取出来。
特点
- 命名管道是持久性的，创建后会一直存在于文件系统中，直到被显式删除。
- 允许不具有亲缘关系的进程之间进行通信。
- 数据按照写入的顺序从管道中读取出来，具有先进先出（FIFO）的特性。
示例
下面是一个简单的C语言示例，演示了如何创建和使用命名管道：
先介绍一下mkfifo：mkfifo 是用于创建命名管道（FIFO）的系统调用。在 Unix 和类 Unix 系统中，命名管道以文件的形式存在，可以用于不同进程之间进行通信。
mkfifo 函数原型
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
参数
pathname：要创建的命名管道的路径。mode：管道的权限，类似于open或chmod中使用的权限位。常用权限包括0666（表示管道文件可读可写）。
返回值
- 成功时返回
0。 - 失败时返回
-1，并设置errno以指示错误。
注意：
命名管道的读写操作是同步的，这意味着：
- 写入进程会等待直到有读取进程打开管道进行读取。
- 读取进程会等待直到有写入进程向管道写入数据。
这导致如果你先运行写入程序而没有相应的读取程序在运行，写入程序会阻塞，等待读取程序打开管道读取数据。同样地，如果你先运行读取程序而没有写入程序在运行，读取程序会阻塞，等待写入程序向管道写入数据。
为了避免这个问题，可以按以下步骤运行程序：
- 先运行读取程序
reader，使其准备好从管道读取数据。 - 然后运行写入程序
writer，向管道写入数据。
writer.c (写入程序)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define FIFO_FILE "/tmp/my_fifo"
int main() {
// 创建命名管道，权限模式为 0600
if (mkfifo(FIFO_FILE, 0600) == -1) {
perror("mkfifo failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 打开命名管道以写入数据
int fd = open(FIFO_FILE, O_WRONLY);
if (fd == -1) {
perror("open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 写入数据到命名管道
const char *message = "Hello, Named Pipe!";
write(fd, message, sizeof(message));
// 关闭文件描述符
close(fd);
return 0;
}
reader.c (读取程序)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define FIFO_FILE "/tmp/my_fifo"
int main() {
char buffer[BUFSIZ];
// 打开命名管道以读取数据
int fd = open(FIFO_FILE, O_RDONLY);
if (fd == -1) {
perror("open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 从命名管道读取数据
read(fd, buffer, sizeof(buffer));
printf("Received: %s\n", buffer);
// 关闭文件描述符
close(fd);
// 删除命名管道文件
unlink(FIFO_FILE);
return 0;
}
程序运行结果：
![[论文阅读笔记31]Mamba (Selective Structured State Space Model) 及其应用](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/b270c0fb2e0148e09188c58e74ebc44a.png)
