为了能强化在Linux上的开发体验和熟练度，我打算尽量全面地总结一下Linux下能用的IPC方式。

部分由DeepSeek R1解释

System V IPC

System V是Unix的一个早期版本，其引入的许多特性成为类Unix的一部分，甚至影响到了POSIX规范的制定，IPC也是其中之一。

但是由于System V的IPC方式设计时代久远、可能产生局限，因此新的项目并不推荐使用此类IPC方式。

Message Queues

API Examples

• msgget
• msgsnd
• msgrcv
• msgctl

Semaphores

API Examples

• semget
• semop
• semctl

Shared Memory

API Examples

• shmget
• shmat
• shmdt
• shmctl

POSIX IPC

推荐使用，符合现代情景。

Message Queues

API Examples

• mq_open
• mq_send
• mq_receive

Semaphores

API Examples

• sem_open
• sem_wait
• sem_post

Shared Memory

API Examples

• shm_open
• shm_unlink

Socket

目前可能是最通用的IPC方案或IPC方案依赖的基础方案。

TCP Socket

由于面向流设计，会存在无法确定单个数据边界的边界问题（有些人将其称作“粘包”现象，但是我认为这个描述并不好），一般在其基础上再应用一套协议以确定边界和优化使用，典型的如gRPC、HTTP、WebSocket等。

UDP Socket

面向消息设计，不存在边界问题，我认为用作本机IPC时也是比较适合的。

Unix Domain Socket

使用AF_UNIX配置socket。对于Windows，Windows 10 17063后提供部分支持，可以创建此类型socket。

Pipe/FIFO

API Exmaples

• mkfifo
• pipe

mmap

• mmap一个匿名内存后再进行fork，可以实现parent/child process之间的内存共享。
• 或者通过mmap同一个文件来共享内存，但是可能会遇到缓存问题。

其他

• DBus

• 各类RPC框架

• process_vm_readv/process_vm_writev syscall

  直接访问另一个进程的虚拟内存，非特殊情况下不推荐，仅为Linux的syscall，非正常IPC行为。

如果只需要通知而不需要传递内容，可以考虑使用信号，以及一种比较扭曲的方式。

比较扭曲的方式：文件系统

由于之前遇到了需要考虑相对跨平台通用的、尽量用原生方式实现的通信方式，所以又发现一种比较扭曲的解决方案。

每个平台基本都支持文件系统，对于单向通知的场景，我们可以通过创建文件与检查文件状态来实现，或者检查一个文件的最后修改时间等元信息等。

但是尽量不要用文件系统传递数据，可能由于缓存等一系列问题导致数据不可靠。

总结对比

忽略System V IPC API，他们均可被POSIX V API替代。

机制	性能	适用场景	易用性	数据格式支持	备注
POSIX shm	高	高频大数据交换，可持久化共享内存	复杂	无结构，双向	需同步机制，生命周期独立于进程
Unix Domain Socket	高	结构化数据、可靠通信	中等	字节流，支持结构化协议，双向	高性能本地通信，支持权限控制
Pipe/FIFO	中	简单线性数据传输	简单	字节流，单向	Pipe只用于具亲缘关系的进程，FIFO为半双工传输方式，通过命名文件支持非亲缘
POSIX msg queue	中	优先级消息、持久化消息队列	中等	消息块（有边界）	消息带优先级，需内核配置支持
D-Bus	中	桌面应用、服务调用	中等	复杂对象模型	上层应用，需安装libdbus库。基于UDS实现，适合高层抽象(deepseek)
信号	高	简单通知或控制	简单	无数据或少量数据	SIGRTMIN可通过sigqueue发送附加数据
文件内存映射	高	大文件或持久化数据	复杂	无结构，双向	将经过磁盘IO，且可能产生缓存问题
匿名内存映射	高	亲缘进程ipc	中等	无结构，双向	也可通过memfd跨非亲缘进程共享。(deepseek)
RPC（如 gRPC）	高	跨语言、分布式系统	复杂	结构化数据	本地或网络通信，依赖序列化
process_vm_*	高	仅调试，逆向	复杂	无结构	直接读写其他进程内存，非标准IPC

综上，根据不同环境选择合适机制：

• 发送优先级消息：采用消息队列

• 高性能零拷贝：优先选择POSIX共享内存或匿名内存映射（亲缘进程）。

• 前后端分离，后端可远程部署/数据通信经过网络或本地/全双工：使用Unix Domain Socket。

  • docker
  • VS Code

• 简单通知：信号（实时信号可携带数据）。

  • 例如goroutine切换中断通知

• 跨主机/语言：RPC框架（如gRPC）。

• 桌面服务通信：D-Bus（如系统服务调用）。

• 进程间简单通信：pipe/FIFO