一般来说通过网络通信(比如tcp,udp)或者共享内存的方式肯定可以实现跨进程通信,但现在这里要说的是比较偏但实用的几个方法:利用unix域通信(普通网络连接),利用unix域通信(socketpair通信),以及pipe方式。
一. 利用unix域通信(普通网络连接)
socket API原本是为网络通讯设计的,但后来在socket的框架上发展出一种IPC机制,就是UNIX Domain Socket。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯(通过loopback地址127.0.0.1),但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率:不需要经过网络协议栈,不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等,只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。UNIX域套接字与TCP套接字相比较,在同一台主机的传输速度前者是后者的两倍。这是因为,IPC机制本质上是可靠的通讯,而网络协议是为不可靠的通讯设计的。UNIX Domain Socket也提供面向流和面向数据包两种API接口,类似于TCP和UDP,但是面向消息的UNIXDomain Socket也是可靠的,消息既不会丢失也不会顺序错乱。
使用UNIX Domain Socket的过程和网络socket十分相似,也要先调用socket()创建一个socket文件描述符,address family指定为AF_UNIX,type可以选择SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM,protocol参数仍然指定为0即可。
UNIX Domain Socket与网络socket编程最明显的不同在于地址格式不同,用结构体sockaddr_un表示,网络编程的socket地址是IP地址加端口号,而UNIX Domain Socket的地址是一个socket类型的文件在 文件系统中的路径 ,这个socket文件由bind()调用创建,如果调用bind()时该文件已存在,则bind()错误返回。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/un.h>
#include <string>
using std::string;
void serverService()
{
int listenfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
if(listenfd == -1)
{
perror("create listen fd error.");
exit(-1);
}
char pathname[] = "/tmp/my.sock";
unlink(pathname);//如果文件系统中已存在该路径名,bind将会失败。为此我们先调用unlink删除这个路径名,以防止它已经存在
struct sockaddr_un servAddr;
servAddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(servAddr.sun_path, pathname);
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1) // 若成功会创建pathname文件
perror("bind error");
if (listen(listenfd, SOMAXCONN) == -1)
perror("listen error");
while (1)
{
int connfd = accept(listenfd, NULL, NULL);
if (connfd == -1)
{
if(connfd==EINTR)
continue;
perror("accept");
}
else
{
char buffer[] = "i am a boy.";
write(connfd, buffer, sizeof(buffer));
close(connfd);
}
}
}
void clientService()
{
int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == -1)
perror("socket error");
char pathname[] = "/tmp/my.sock";
struct sockaddr_un servAddr;
servAddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(servAddr.sun_path, pathname);
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1)
perror("connect error");
char buffer[512];
read(sockfd, buffer, sizeof(buffer));
printf("read data is [%s]", buffer);
close(sockfd);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
if(argc != 2)
{
perror("command error.");
exit(-1);
}
string service(argv[1]);
if(service == "client")
{
clientService();
}
else if(service == "server")
{
serverService();
}
else
{
perror("command error.");
return -1;
}
return 0;
}
二. 利用unix域通信(socketpair通信)
实际上socketpair 函数跟pipe 函数是类似的,也只能在同个主机上具有亲缘关系的进程间通信,但pipe 创建的匿名管道是半双工的,而socketpair 可以认为是创建一个全双工的管道。可参见nginx对此种通信的使用。
函数原型: int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);
由此可见,上述例子中的通过普通的网络连接建立的unix通信也可以使用这种方式进行。
三. pipe通信
pipe是半双工的,一端要么只能读,要么只能写,不能混用。