Linux進(jìn)程間通信趣味介紹

?月黑風(fēng)高夜，突然聽(tīng)得咣當(dāng)一聲，Web服務(wù)器的目錄下冒出了兩個(gè)文件，弄出了不小的聲響。這兩個(gè)家伙一胖一瘦，鬼鬼祟祟，潛入這臺(tái)計(jì)算機(jī)，不知要搞什么名堂?！岸埽粫?huì)兒咱們按照計(jì)劃好的運(yùn)行起來(lái)，分頭行事，你等我信號(hào)，拿到數(shù)據(jù)后趕緊撤”，胖子對(duì)瘦子說(shuō)到?！袄洗螅@地方我不熟悉，我怎么等你信號(hào)？咱們得想個(gè)聯(lián)系方式，一會(huì)兒通信使用”，瘦子說(shuō)到。“這個(gè)不用擔(dān)心，主人都交代好了”，胖子一邊說(shuō)，一邊從背后拿出一本 《Linux進(jìn)程間通信手冊(cè)》 翻了起來(lái)。

信號(hào)

翻開(kāi)手冊(cè)的第一頁(yè)，上面寫(xiě)著：信號(hào)——Signal，兩個(gè)家伙開(kāi)始認(rèn)真研究起來(lái)。片刻之后，胖子程序說(shuō)道：“唉，這個(gè)不行，往后翻吧！”瘦子程序不解，問(wèn)道：“咋就不行啦？”“你看這里，手冊(cè)上說(shuō)了，信號(hào)是Linux上的一種軟中斷通信機(jī)制，可以向指定進(jìn)程發(fā)送通知，總共有64種信號(hào)，不過(guò)這個(gè)信號(hào)只能作為通知使用，沒(méi)辦法傳輸數(shù)據(jù)”

“沒(méi)法傳輸數(shù)據(jù)？那這玩意有什么用？”“還是有用啊，可以通知某個(gè)進(jìn)程發(fā)生了什么事件，比如kill命令就是利用這個(gè)信號(hào)來(lái)告知進(jìn)程退出從而實(shí)現(xiàn)殺進(jìn)程的效果的”“原來(lái)如此”，瘦子程序若有所思的點(diǎn)了點(diǎn)頭，此時(shí)胖子已經(jīng)翻到了手冊(cè)的第二頁(yè)。

socket

“你看，手冊(cè)上寫(xiě)了，可以用socket”，胖子說(shuō)到。“socket？那不是網(wǎng)絡(luò)通信使用的嗎？”，瘦子有些疑惑。“是啊，不過(guò)咱們一樣可以用來(lái)在本地計(jì)算機(jī)通信，把連接的IP地址換成127.0.0.1就行了”“感覺(jué)有點(diǎn)太招搖了，咱們計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)程通信，數(shù)據(jù)還要經(jīng)過(guò)網(wǎng)卡，很容易被發(fā)現(xiàn)的！”“不會(huì)不會(huì)，手冊(cè)上說(shuō)了，127.0.0.1是本地回環(huán)地址，數(shù)據(jù)在協(xié)議棧就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)了，根本不會(huì)到達(dá)網(wǎng)卡”

“那抓包能抓到咱們通信嗎？”“嗯，讓我看看···手冊(cè)上說(shuō)，可以在虛擬的回環(huán)網(wǎng)卡lo上抓到數(shù)據(jù)”“還是算了吧，咱干這事得悄悄進(jìn)行，不能留下痕跡，你再看看還有沒(méi)有別的招”聽(tīng)瘦子這么一說(shuō)，胖子倒也覺(jué)得有理，便在手冊(cè)上繼續(xù)翻了起來(lái)。

匿名管道

“哎，有了有了，這個(gè)叫匿名管道的，聽(tīng)起來(lái)就比較隱秘，應(yīng)該不會(huì)被發(fā)現(xiàn)?！笔葑咏舆^(guò)手冊(cè)，看了起來(lái)。這倆盯著手冊(cè)上的兩個(gè)圖研究了半天，總算弄明白了，所謂匿名管道不過(guò)是內(nèi)核中的一段緩沖區(qū)，提供了讀寫(xiě)兩個(gè)口子，通過(guò)fork創(chuàng)建子進(jìn)程后，子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的管道信息，兩邊只要約定好，一個(gè)讀，一個(gè)寫(xiě)，就能實(shí)現(xiàn)通信了。

“老大，這匿名管道是單向的，咱們要通信，得整兩根管道才行，一個(gè)你寫(xiě)我讀，一個(gè)我寫(xiě)你讀”“看起來(lái)挺靠譜，就這么干！”，二人達(dá)成了一致。胖子程序率先運(yùn)行起來(lái)，隨后創(chuàng)建了兩個(gè)管道，一個(gè)用來(lái)發(fā)送消息，一個(gè)用來(lái)接收消息。接著執(zhí)行fork，將瘦子程序也運(yùn)行了起來(lái)。

時(shí)間過(guò)的很快，轉(zhuǎn)眼已是深夜，隨著計(jì)算機(jī)被關(guān)掉，兩個(gè)家伙的進(jìn)程也都退出了。半夜無(wú)人之際，硬盤(pán)中這兩個(gè)家伙開(kāi)始吵起來(lái)了。“你是怎么回事？我給你發(fā)消息怎么也不回，害得我一連發(fā)了一堆消息，最后把管道塞滿了，我都阻塞了！”，胖子程序氣憤地說(shuō)道?！班?！別提了，主人給我寫(xiě)的程序有bug，今天運(yùn)行的時(shí)候不小心崩潰了，等我再次起來(lái)時(shí)，發(fā)現(xiàn)管道不見(jiàn)了，什么情況啊？”，瘦子程序說(shuō)完嘆了一口氣?！澳强隙ú恍?，這匿名管道需要有親緣關(guān)系的進(jìn)程繼承后才能通信，你用別的方式運(yùn)行起來(lái)，肯定看不到我創(chuàng)建的管道??！”“這匿名管道用起來(lái)太麻煩了，看看還有沒(méi)有別的通信方式？”胖子程序又掏出了手冊(cè)，翻了起來(lái)。

消息隊(duì)列

“有了有了，這里還寫(xiě)了兩種方式：命名管道、消息隊(duì)列”，胖子程序說(shuō)到?！懊艿?？跟匿名管道有什么區(qū)別嗎？”“命名管道有名字，有了名字就不限有親緣關(guān)系的進(jìn)程才能通信了，只要使用這個(gè)名字，都能打開(kāi)管道通信，這下你就算掛了重啟也能跟我聯(lián)系上了”“那消息隊(duì)列又是什么東西？”“額，讓我看一下”“給我也看看”，瘦子程序湊了上去，一起看了起來(lái)。

過(guò)了一會(huì)兒，瘦子程序說(shuō)道：“我看明白了，這消息隊(duì)列是內(nèi)核中的一個(gè)消息鏈表，按照消息塊組織，比那管道全是二進(jìn)制數(shù)據(jù)流堆積在一起好用多了”“有道理，而且這消息還可以指定類(lèi)型，這樣咱們倆就不用弄兩個(gè)管道，一個(gè)消息隊(duì)列就行了，咱們倆使用不同的消息類(lèi)型，可省了不少事兒啊！”“那咱們就用消息隊(duì)列吧，別用那什么管道了”“好，就這么干！”兩個(gè)家伙一拍即合，準(zhǔn)備第二天再大干一場(chǎng)。第二天，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，它們又偷偷的運(yùn)行了起來(lái)。這一次用上了消息隊(duì)列，聯(lián)絡(luò)起來(lái)方便了不少。

共享內(nèi)存

不知過(guò)了多久，那瘦子進(jìn)程總算來(lái)信兒了，胖子從消息隊(duì)列中取出一看，只見(jiàn)上面寫(xiě)著：

“老大，我拿到了數(shù)據(jù)了，需要你來(lái)處理一下，不過(guò)這數(shù)據(jù)體量有點(diǎn)大，用管道和消息隊(duì)列傳輸效率都太低了，有無(wú)辦法快速把數(shù)據(jù)傳送給你，盼速回。”

胖子進(jìn)程心里一陣歡喜，數(shù)據(jù)拿到了，總算可以回去交差了。不過(guò)怎么樣快速把數(shù)據(jù)傳送過(guò)來(lái)呢，心里又犯起了嘀咕。此時(shí)，胖子進(jìn)程又一次拿出手冊(cè)，翻到了最后一頁(yè)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)叫“共享內(nèi)存”的東西，仿佛像抓住了救命稻草一般，仔細(xì)研究了起來(lái)。片刻之后，胖子的臉上露出了笑容，隨后寫(xiě)下了一條消息給瘦子進(jìn)程發(fā)送了過(guò)去。卻說(shuō)這瘦子進(jìn)程正在焦急等待消息中，收到老大的回信后，趕緊取出來(lái)看：

二弟，主人的手冊(cè)中提到，可以使用共享內(nèi)存進(jìn)行進(jìn)程間通信。我準(zhǔn)備了幾個(gè)內(nèi)存頁(yè)面，你將它們映射到你的進(jìn)程地址空間中，咱們就能共享這一片內(nèi)存，你寫(xiě)的數(shù)據(jù)我能立即看到，我寫(xiě)的你也能立即看到，雖然咱們各自讀寫(xiě)的地址不同，但實(shí)際上是訪問(wèn)的同一片物理內(nèi)存頁(yè)面，比管道和消息隊(duì)列效率高多了！

不過(guò)為了防止咱們一起讀寫(xiě)發(fā)生沖突，需要配合信號(hào)量一起使用，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間同步。具體的使用方法如下：············盼速回！

瘦子進(jìn)程看完，心中大喜！趕緊通過(guò)消息隊(duì)列發(fā)了一封回信。隨后，通過(guò)老大交代的方法開(kāi)始操作起來(lái)，打開(kāi)共享、映射掛載一氣呵成。再接著，將數(shù)據(jù)一股腦兒寫(xiě)到了共享的內(nèi)存頁(yè)面中。大功告成之后，便退出了進(jìn)程，按照計(jì)劃準(zhǔn)備撤退，卻不見(jiàn)了胖子的蹤跡，既無(wú)進(jìn)程也無(wú)文件?！斑@家伙難道拋下我一個(gè)人跑了？”正想著，突然“嗡”的一聲，瘦子的程序文件也沒(méi)了。卻看那文件目錄之下，只留了一卷《Linux進(jìn)程間通信手冊(cè)》···

責(zé)任編輯：haq