这似乎是一道面试的标准题,但也没有那么简单。
一、标题答案
linux下进程间通信的几种主要手段简介:
1.管道(Pipe)及有名管道(named pipe)
管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道克服了管道没有名字的限制,因此,除具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信;
2.信号(Signal)
信号是比较复杂的通信方式,用于通知接受进程有某种事件发生,除了用于进程间通信外,进程还可以发送信号给进程本身;linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外,还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction(实际上,该函数是基于BSD的,BSD为了实现可靠信号机制,又能够统一对外接口,用sigaction函数重新实现了signal函数);
3.报文(Message)队列(消息队列)
消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息,被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
4.共享内存
使得多个进程可以访问同一块内存空间,是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制,如信号量结合使用,来达到进程间的同步及互斥。
5.信号量(semaphore)
主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
6.套接口(Socket)
更为一般的进程间通信机制,可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的,但现在一般可以移植到其它类Unix系统上:Linux和System V的变种都支持套接字。
二、实际选型
在嵌入式系统当中,使用什么来做进程间通信的方法呢?
对于桌面系统,使用D-Bus。在嵌入式系统OpenWRT当中,使用ubus。
1.D-Bus
D-Bus 全称 Desktop Bus,是一个用来在进程间通信的服务。除了用于用户态进程和内核态进程通信,也用于用户态的进程之前。现在,很多的现在的服务进程都用 D-Bus 而不是Socket来通信。比如:NetworkManager 就是通过 D-Bus 和其它服务进程通讯的,也就是说,如果一个进程需要知道网络的状态,那么就必需要通过 D-Bus 通信。D-Bus 支持 “Bus Activation”的特性。也就是说,A要通过 D-Bus 服务和B通讯,但是B没有启动,那么 D-Bus 可以把B起来,在B启动的过程中,D-Bus 帮你缓存数据。systemd 可以帮你利用好这个特性来并行启动 A 和 B。
2.ubus
openwrt提供了一个系统总线ubus,类似linux桌面操作系统的d-bus,目标是提供系统级的进程间通信(IPC)功能。
为了提供各种后台进程和应用程序之间的通信机制,ubus被开发出来,由3部分组成:精灵进程,接口库和实用工具。
工程的核心是ubusd精灵进程,它提供了一个总线层,在系统启动时运行,负责进程间的消息路由和传递。其他进程注册到ubusd进程进行消息的发送和接收。这个接口是用linux文件socket和TLV手法消息实现的。每一个进程在指定命名空间下注册自己的路径。每一个路径都可以提供带有各种参数的多个函数处理过程。函数处理过程程序可以在完成处理后返回消息。
三、ubus使用方法
我们一般是嵌入式设备开发,选型可以使用ubus,它的使用方法参见官网和《智能路由器开发指南》
参考资料
1.D-Bus的维基词条见https://en.wikipedia.org/wiki/D-Bus
2.《Unix网络编程 卷2:进程间通信》
3.《智能路由器开发指南》
4.D-Bus的官网见https://www.freedesktop.org/wiki/Software/dbus/
5.ubus的官网见https://wiki.openwrt.org/zh-cn/doc/techref/ubus
6.Binder的介绍https://zhuanlan.zhihu.com/p/35519585