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在Linux系統(tǒng)中，進程和線程是最基本的運行單位。進程是指正在執(zhí)行的程序，而線程則是在一個進程中執(zhí)行的小的單位。而當多個進程或線程需要互相協(xié)作完成某個任務(wù)時，就需要它們之間實現(xiàn)通信。本文將介紹在Linux上，進程和線程之間如何實現(xiàn)通信。
1. 進程間通信(IPC)
進程間通信(IPC)是指兩個或多個進程之間進行交換信息的機制。在Linux系統(tǒng)中，常用的進程間通信方式包括管道、消息隊列、共享內(nèi)存和套接字等。
1.1 管道(Pipe)
管道是一種單向的通信機制，在Linux系統(tǒng)中，管道實際上是一個文件描述符，可以使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()創(chuàng)建一個管道。在一個管道中，一個進程作為管道的輸出端，另一個進程作為管道的輸入端，管道可以在這兩個進程之間傳輸數(shù)據(jù)。
1.2 消息隊列(Message Queue)
消息隊列是一種基于進程間共享的消息通信機制，通過在進程之間傳遞消息來實現(xiàn)通信。在Linux系統(tǒng)中，可以使用系統(tǒng)調(diào)用msgget()創(chuàng)建一個消息隊列，并使用系統(tǒng)調(diào)用msgrcv()和msgsnd()發(fā)送和接收消息。
1.3 共享內(nèi)存(Shared Memory)
共享內(nèi)存是一種允許兩個或多個進程共享同一塊物理內(nèi)存的機制。在Linux系統(tǒng)中，可以使用系統(tǒng)調(diào)用shmget()創(chuàng)建共享內(nèi)存，然后可以使用系統(tǒng)調(diào)用shmat()將共享內(nèi)存附加到進程的地址空間中。此后，進程就可以直接訪問這塊共享內(nèi)存，進行數(shù)據(jù)的讀寫操作。
1.4 套接字(Socket)
套接字是一種可互動的進程間通信機制，可以在不同的主機上的進程之間進行通信。在Linux系統(tǒng)中，套接字分為兩種類型，分別是基于流的TCP套接字和基于數(shù)據(jù)報的UDP套接字?？梢允褂孟到y(tǒng)調(diào)用socket()創(chuàng)建套接字，然后使用它進行進程間通信。
2. 線程間通信
線程間通信是指在同一進程內(nèi)的不同線程之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和協(xié)作完成任務(wù)的機制。在Linux系統(tǒng)中，常用的線程間通信方式包括互斥鎖、條件變量和信號量等。
2.1 互斥鎖(Mutex)
互斥鎖是一種保護共享資源的機制，可以用于控制進程或線程訪問共享資源的順序。在Linux系統(tǒng)中，可以使用系統(tǒng)調(diào)用pthread_mutex_init()創(chuàng)建并初始化一個互斥鎖，然后使用pthread_mutex_lock()和pthread_mutex_unlock()來操作互斥鎖。
2.2 條件變量(Condition Variable)
條件變量是一種線程間通信機制，通過它可以實現(xiàn)一組線程等待某個條件滿足后再繼續(xù)執(zhí)行的機制。在Linux系統(tǒng)中，可以使用系統(tǒng)調(diào)用pthread_cond_init()創(chuàng)建并初始化一個條件變量，然后使用pthread_cond_wt()和pthread_cond_signal()來操作條件變量。
2.3 信號量(Semaphore)
信號量是一種用于控制并發(fā)訪問的機制，用于控制多個進程或線程對共享資源的訪問。在Linux系統(tǒng)中，可以使用系統(tǒng)調(diào)用sem_init()創(chuàng)建并初始化一個信號量，然后使用sem_wt()和sem_post()來操作信號量。
在Linux系統(tǒng)中，進程和線程之間的通信是實現(xiàn)多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行的基礎(chǔ)。通過上述不同的進程間通信和線程間通信機制，可以讓不同的進程和線程之間共同協(xié)作完成某個任務(wù)。因此，在Linux系統(tǒng)開發(fā)中，進程間通信和線程間通信機制的掌握是非常重要的。
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在Linux系統(tǒng)中多進程程序結(jié)構(gòu)和多線程結(jié)構(gòu)那個好？
多進程程序結(jié)構(gòu)和多線程程序結(jié)構(gòu)有很大的不同，多線程程序結(jié)構(gòu)相對于多進程程序結(jié)構(gòu)有以下的優(yōu)勢：
1、方便的通信和數(shù)據(jù)交換
線程間有方便的通信和數(shù)據(jù)交換機制。對不同進程來說，它們具有獨立的數(shù)據(jù)空間，要進行數(shù)據(jù)的傳遞只能升扒通過通信的方式進行，這慶笑滾種方式不僅費時，而且很不方便。線程則不然，由于同一進程下的線程之間共享數(shù)據(jù)空間，所以一個線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用，這不僅快捷，而且方便。
2、更高效的利用CPU
使用多線程可以加快應(yīng)用程序的響應(yīng)。這對圖形界面的程序尤其有意義，假如一個操作耗時很長，那么整個系統(tǒng)都會等它操譽余作，此時程序不會響應(yīng)鍵盤、鼠標、菜單等操作，而使用多線程技術(shù)，將耗時長的操作置于一個新的線程，就可以避免這種尷尬情況的發(fā)生。
同時多線程使多CPU系統(tǒng)更加有效。操作系統(tǒng)會保證當線程數(shù)不大于CPU數(shù)目時，不同的線程運行于不同的CPU上。
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