想象一下：两个进程就像两个被关在相邻房间的人，他们能看到彼此却无法交流——这就是没有IPC（进程间通信）的世界。今天，我们将用最生活化的方式，揭开C语言中进程对话的奥秘！

一、为什么进程需要“聊天”？

• 数据共享：就像同事需要共享文件
• 任务协作：如同流水线上的工人传递半成品
• 状态通知：类似门铃提醒主人有客人到访

二、五大通信方式详解

1. 管道（Pipe）——进程间的“传纸条”

#include <unistd.h>

int main() {
    int pipe_fd[2];
    pipe(pipe_fd);  // 创建管道（建立纸条传递通道）
    
    if(fork() == 0) {  // 孩子进程
        char msg[100];
        read(pipe_fd[0], msg, 100);  // 读取纸条
        printf("孩子收到：%s\n", msg);
    } else {           // 父进程
        write(pipe_fd[1], "好好学习！", 13);  // 写纸条
    }
}

特点：

• 只适用于父子进程（同家族才能传纸条）
• 单向传输（纸条只能单向传递）
• 容量有限（纸条大小受限）

2. 命名管道（FIFO）——公共留言板

// 创建公共留言板
mkfifo("/tmp/chatboard", 0666);

// 进程A写留言
int fd = open("/tmp/chatboard", O_WRONLY);
write(fd, "今天加班吗？", 15);

// 进程B读留言
fd = open("/tmp/chatboard", O_RDONLY);
read(fd, buf, 100);
printf("收到留言：%s\n", buf);

优势：陌生人也能交流（无亲缘关系进程可通信）

3. 共享内存——共用白板

// 创建共享白板
int shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, 1024, 0666);

// 进程A写字
char *board = shmat(shm_id, NULL, 0);
sprintf(board, "会议时间：15:00");

// 进程B直接读取
printf("白板内容：%s\n", board);

亮点：速度最快（省去复制过程，直接读写）

4. 消息队列——公司邮箱系统

struct message {
    long type;     // 邮件类型
    char text[100]; // 邮件内容
};

// 创建邮箱
int mailbox = msgget(IPC_PRIVATE, 0666);

// 发邮件
struct message email;
email.type = 1;
strcpy(email.text, "项目计划已发送");
msgsnd(mailbox, &email, sizeof(email), 0);

// 收邮件
msgrcv(mailbox, &email, sizeof(email), 1, 0);

特点：支持分类消息（不同邮件类型可区分优先级）

5. 信号量——会议室使用牌

// 创建会议室使用牌
int key = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0666);

// 申请会议室（P操作）
struct sembuf op = {0, -1, 0};
semop(key, &op, 1);

// 使用会议室（临界区）
printf("正在使用会议室...\n");

// 释放会议室（V操作）
op.sem_op = 1;
semop(key, &op, 1);

作用：防止多人同时使用资源（解决冲突）

三、如何选择通信方式？

四、避坑指南

1. 管道阻塞陷阱：
2. 读空管道会“卡住”，建议用fcntl设置非阻塞模式
3. fcntl(pipe_fd[0], F_SETFL, O_NONBLOCK);
4. 共享内存同步：
5. 必须配合信号量使用，否则可能数据混乱
6. // 写数据前 sem_wait(sem_id); // 获取锁 // 写数据后 sem_post(sem_id); // 释放锁
7. 资源泄漏预防：
8. IPC资源不会自动释放，结束时务必清理
9. // 删除消息队列 msgctl(mailbox, IPC_RMID, NULL); // 释放共享内存 shmctl(shm_id, IPC_RMID, NULL);

五、真实场景案例

多进程下载器：

1. 主进程（任务分发中心）通过消息队列发送下载任务
2. 工作进程（下载工人）从共享内存获取数据块
3. 信号量控制同时下载线程数（避免服务器封IP）
4. 命名管道实时传输下载进度