Qt之进程间通信(IPC)

简介:

简述

进程间通信,就是在不同进程之间传播或交换信息。那么不同进程之间存在着什么双方都可以访问的介质呢?进程的用户空间是互相独立的,一般而言是不能互相访问的,唯一的例外是共享内存区。但是,系统空间却是“公共场所”,所以内核显然可以提供这样的条件。除此以外,那就是双方都可以访问的外设了。在这个意义上,两个进程当然也可以通过磁盘上的普通文件交换信息,或者通过“注册表”或其它数据库中的某些表项和记录交换信息。广义上这也是进程间通信的手段,但是一般都不把这算作“进程间通信”。

进程间通信(IPC-Interprocess communication)是一组编程接口,能够让程序员协调不同的进程,使之能在一个操作系统里同时运行。这使得一个程序能够在同一时间里处理许多用户的要求。因为即使只有一个用户发出要求,也可能导致一个操作系统中多个进程的运行,进程之间必须互相通话。IPC接口就提供了这种可能性。每个IPC方法均有自己的优点和局限性,因此,对于单个程序而言使用所有的IPC方法并不常见。

通信目的

  • 数据传输:
    一个进程需要将它的数据发送给另一个进程,发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。

  • 共享数据:
    多个进程想要操作共享数据,一个进程对共享数据的修改,别的进程应该立刻看到。

  • 通知事件:
    一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它(它们)发生了某种事件(如进程终止时要通知父进程)。

  • 资源共享:
    多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点,需要内核提供锁和同步机制。

  • 进程控制:
    有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如Debug进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。

进程通过与内核及其它进程之间的互相通信来协调它们的行为。Linux支持多种进程间通信(IPC)机制,信号和管道是其中的两种。

通信方式

  • 管道( pipe ):
    管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

  • 有名管道 (named pipe) :
    有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

  • 信号量(semophore) :
    信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其它进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

  • 消息队列(message queue) :
    消息队列就是消息的一个链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

  • 信号 (signal) :
    信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。

  • 共享内存(shared memory) :
    共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。

  • 套接字(socket) :
    套接字也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同及其间的进程通信。

Qt进程通信

在Qt应用程序中,Qt提供了几个方法来实现进程间通信(IPC)。可以在助手中查找关键字”Inter-Process”进行查找。

TCP/IP

跨平台的Qt Network模块提供的类可以让网络编程更加便携和方便。它提供了高级类(例如:QNetworkAccessManager、QFtp)通信,使用特定的应用程序级协议,和较底层的类(例如:QTcpSocket、QTcpServer、QSslSocket)用于实现协议。

Shared Memory

跨平台的QSharedMemory-共享内存类,提供对操作系统的共享内存的实现。它允许多个线程和进程安全访问共享内存段。此外,QSystemSemaphore可以用来控制访问由系统共享的资源,以及进程之间的通信。

D-Bus

Qt的D-Bus模块是一种可用于使用D-Bus协议实现IPC的唯一Unix库。它将Qt的信号和槽机制延伸到IPC级别,允许由一个进程发出的信号被连接到另一个进程的槽。Qt的D-Bus文档已经详细说明如何使用Qt中的D-Bus模块。

QProcess

跨平台类QProcess可以用于启动外部程序作为子进程,并与它们进行通信。它提供了用于监测和控制该子进程状态的API。另外,QProcess为从QIODevice继承的子进程提供了输入/输出通道。

Session Management

在Linux/X11平台上,Qt提供了会话管理的支持。会话允许事件传播到进程,例如,当检测到关机时。进程和应用程序可以执行任何必要的操作,例如:保存打开的文档。

相关文章
|
4月前
|
消息中间件 Unix Linux
Linux进程间通信(IPC)介绍:详细解析IPC的执行流程、状态和通信机制
Linux进程间通信(IPC)介绍:详细解析IPC的执行流程、状态和通信机制
306 1
|
4月前
|
消息中间件 安全 Linux
线程同步与IPC:单进程多线程环境下的选择与权衡
线程同步与IPC:单进程多线程环境下的选择与权衡
121 0
|
26天前
|
消息中间件 API Go
微服务的进程间通信(IPC)
微服务的进程间通信(IPC)
31 6
|
29天前
|
消息中间件 Kafka 数据安全/隐私保护
Python IPC实战指南:构建高效稳定的进程间通信桥梁
【8月更文挑战第3天】在软件开发中,高效的进程间通信(IPC)对于构建复杂系统至关重要。本文通过分布式日志处理系统的案例,演示如何利用Python实现可靠的IPC。系统由多个收集日志的进程及中心服务器构成,选用套接字作为IPC机制以支持跨网通信与并发。实战包括定义通信协议、实现日志发送与接收功能,并进行测试部署。此方案不仅展现了Python在IPC领域的强大能力,还为实际应用中的错误处理、数据安全等问题提供了思考方向。
20 1
|
30天前
|
消息中间件 安全 Kafka
Python IPC机制全攻略:让进程间通信变得像呼吸一样自然
【8月更文挑战第2天】在编程领域中,进程间通信(IPC)作为连接独立运行单元的关键桥梁,其重要性不言而喻。本文以Python为例,深入探讨了IPC的各种机制。首先对比了管道与消息队列:管道作为一种基础IPC机制,适用于简单场景;而消息队列通过第三方库如RabbitMQ或Kafka支持更复杂的多生产者多消费者模型,具备高并发处理能力。
20 1
|
30天前
|
Python
惊!Python进程间通信IPC,让你的程序秒变社交达人,信息畅通无阻
【8月更文挑战第1天】在编程世界中,进程间通信(IPC)犹如一场社交舞会,各进程通过IPC机制优雅地交换信息,共同完成复杂任务。IPC就像隐形桥梁,连接并行运行的进程,使它们能跨越边界自由沟通。Python提供了多种IPC机制,如管道、队列、共享内存和套接字等,适应不同需求。例如,使用`multiprocessing.Queue`实现进程间通信,生产者向队列添加数据,消费者取出并处理数据,两者虽独立却能有效协作。IPC打破了进程界限,使得程序能像社交达人般自由交流,构建出高效、灵活的应用。掌握IPC,让程序信息畅通无阻。
18 1
|
30天前
|
安全 开发者 Python
揭秘Python IPC:进程间的秘密对话,让你的系统编程更上一层楼
【8月更文挑战第1天】在系统编程中, 进程间通信 (IPC) 是连接独立进程的关键技术, 提升了系统的并发性和灵活性。Python 提供了丰富的 IPC 机制, 包括管道 (`Pipe`), 队列 (`Queue`), 共享内存 (`Value`, `Array`) 和套接字 (`Sockets`)。这些机制支持不同的应用场景, 如简单的父子进程通信或复杂的分布式系统构建。合理选择 IPC 方法可帮助开发者构建高效、可靠的多进程应用, 但同时也需注意同步和数据一致性等问题。
35 1
|
30天前
|
安全 数据处理 开发者
Python IPC大揭秘:解锁进程间通信新姿势,让你的应用无界连接
【8月更文挑战第1天】在编程领域,Python的进程间通信 (IPC) 架起了不同进程间信息交流的桥梁,使得应用能够跨越边界协同工作。Python提供了丰富的IPC工具,如管道(简单的单向数据通道,适用于父子进程通信)、队列(安全的共享数据结构,支持多进程间的先进先出数据处理)、共享内存(高效的数据共享机制,利用`multiprocessing.Value`和`multiprocessing.Array`实现)、以及套接字(不仅支持网络通信,在本地也能实现进程间通信)。掌握这些机制,开发者就能构建出能够自由穿梭于多个进程的应用,实现更加强大和复杂的功能。
24 1
|
28天前
|
Python
Python IPC深度探索:解锁跨进程通信的无限可能,以管道与队列为翼,让你的应用跨越边界,无缝协作,震撼登场
【8月更文挑战第3天】Python IPC大揭秘:解锁进程间通信新姿势,让你的应用无界连接
16 0
|
29天前
|
消息中间件 数据采集 数据挖掘
庆祝吧!Python IPC让进程间的合作,比团队游戏还默契
【8月更文挑战第3天】在数字化时代,随着软件系统复杂性的提升,Python IPC(进程间通信)技术让多进程协作如同训练有素的电竞战队般默契。通过`multiprocessing`模块中的管道(Pipe),进程可直接、实时地交换数据,犹如配备对讲机,使数据从采集到预处理、分析及展示各阶段流畅衔接,效率倍增且错误减少。此外,IPC还提供消息队列、共享内存、套接字等机制,适应不同场景需求,使进程间的合作如同团队游戏般精准无误,共同构建高效、健壮的软件系统。
24 0

相关实验场景

更多
下一篇
云函数