C语言不使用msgget、msgsnd等专用函数实现进程间消息传递的方法

可选核心实现技术 #

• 管道（Pipe）：最经典的父子进程通信方式，半双工，适合单向数据传输。创建管道后调用fork()，父子进程关闭各自不需要的读写端即可完成数据传输，若需双向通信可创建两组管道。
  基础实现代码示例：

  #include <unistd.h>
  #include <sys/wait.h>
  #include <stdio.h>
  
  int main() {
    int fd[2];
    pipe(fd); // 初始化管道
    if(fork() == 0) {
      // 子进程逻辑：关闭写端，读取父进程消息
      close(fd[1]);
      char buf[1024];
      int read_len = read(fd[0], buf, sizeof(buf)-1);
      buf[read_len] = '\0';
      printf("子进程收到消息：%s\n", buf);
      close(fd[0]);
      return 0;
    } else {
      // 父进程逻辑：关闭读端，向子进程发送消息
      close(fd[0]);
      char send_msg[] = "test message from parent";
      write(fd[1], send_msg, sizeof(send_msg));
      close(fd[1]);
      wait(NULL);
      return 0;
    }
  }
  

• 无名Unix域套接字（socketpair）：全双工通信方案，创建的一对套接字支持双向读写，不需要处理网络逻辑，支持SOCK_STREAM（流格式）或SOCK_DGRAM（数据报格式，自带消息边界，更适配消息传输需求），适合复杂双向交互场景。
• 共享内存+同步原语：适合大容量数据传输场景，父子进程将同一块物理内存映射到各自虚拟地址空间，配合POSIX信号量sem_init、设置了PTHREAD_PROCESS_SHARED属性的互斥锁等同步机制避免读写竞态，传输效率最高。
• 信号携带短消息：仅需传递少量控制信息时可使用，通过sigqueue发送信号的同时附带一个整型或指针值，无额外IO开销，但仅适合通知类、极小数据量的传输场景。
• 临时文件配合同步机制：实现成本最低的落地方案，父子进程约定同一个临时文件路径，父进程写入完成后通过信号、文件锁等机制通知子进程读取，缺点是存在磁盘IO开销，仅适合性能要求不高的场景。

选型建议 #

简单单向消息传递优先选管道，实现成本最低；需要双向带消息边界的传输优先用socketpair创建SOCK_DGRAM类型的Unix域套接字；大体积数据传输优先选共享内存加同步原语的方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user16438868