C++在Linux如何進行進程間通信

在Linux中，C++可以通過多種方式實現進程間通信（IPC）。以下是一些常用的IPC方法：

1. 管道（Pipes）：管道是一種半雙工的通信方式，通常用于父子進程之間的通信。在C++中，可以使用pipe()系統調用創建一個管道，然后使用read()和write()函數進行讀寫操作。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    int pipefd[2];
    char buffer[10];

    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe");
        return 1;
    }

    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 子進程
        close(pipefd[1]); // 關閉寫端
        read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
        std::cout << "子進程收到消息: " << buffer << std::endl;
        close(pipefd[0]);
    } else {
        // 父進程
        close(pipefd[0]); // 關閉讀端
        const char* message = "Hello from parent!";
        write(pipefd[1], message, strlen(message) + 1);
        close(pipefd[1]);
    }

    return 0;
}

2. 命名管道（Named Pipes，FIFOs）：命名管道是一種特殊的文件類型，可以在不相關的進程之間進行通信。在C++中，可以使用mkfifo()系統調用創建一個命名管道，然后使用open()、read()和write()函數進行讀寫操作。

#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    const char* fifo_name = "my_fifo";
    mkfifo(fifo_name, 0666);

    int fd = open(fifo_name, O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    const char* message = "Hello from named pipe!";
    write(fd, message, strlen(message) + 1);

    char buffer[10];
    read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    std::cout << "收到消息: " << buffer << std::endl;

    close(fd);
    unlink(fifo_name);

    return 0;
}

3. 消息隊列（Message Queues）：消息隊列是一種允許進程發送和接收消息的數據結構。在C++中，可以使用msgget()、msgsnd()和msgrcv()函數進行消息隊列操作。

#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <cstring>

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[100];
};

int main() {
    key_t key = ftok("msgqueue_example", 'A');
    int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);

    msg_buffer message;
    message.msg_type = 1;
    strcpy(message.msg_text, "Hello from message queue!");

    msgsnd(msgid, &message, sizeof(message.msg_text), 0);

    msg_buffer received_message;
    msgrcv(msgid, &received_message, sizeof(received_message.msg_text), 1, 0);
    std::cout << "收到消息: " << received_message.msg_text << std::endl;

    msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

4. 共享內存（Shared Memory）：共享內存是一種允許多個進程訪問同一塊內存區域的IPC機制。在C++中，可以使用shmget()、shmat()、shmdt()和shmctl()函數進行共享內存操作。

#include <iostream>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <cstring>

int main() {
    key_t key = ftok("shared_memory_example", 'A');
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT);

    char* shared_memory = (char*)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shared_memory == (char*)-1) {
        perror("shmat");
        return 1;
    }

    strcpy(shared_memory, "Hello from shared memory!");

    std::cout << "共享內存中的消息: " << shared_memory << std::endl;

    shmdt(shared_memory);
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

5. 信號（Signals）：信號是一種用于進程間異步通知的機制。在C++中，可以使用signal()或sigaction()函數設置信號處理函數，然后使用kill()函數發送信號。

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <unistd.h>

void signal_handler(int signal) {
    std::cout << "收到信號: " << signal << std::endl;
}

int main() {
    signal(SIGUSR1, signal_handler);

    std::cout << "進程ID: " << getpid() << std::endl;
    sleep(5);

    kill(getpid(), SIGUSR1);

    return 0;
}

6. 套接字（Sockets）：套接字是一種通用的IPC機制，可用于本地進程間通信（如UNIX域套接字）或跨網絡通信（如TCP/IP套接字）。在C++中，可以使用socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、send()和recv()等函數進行套接字操作。

這些只是Linux中C++進程間通信的一些方法。在實際應用中，可以根據需求選擇合適的IPC機制。