1、常見的通信方式
管道pipe：管道是一種半雙工的通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動，而且只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間使用。進(jìn)程的親緣關(guān)系通常是指父子進(jìn)程關(guān)系。
命名管道FIFO：有名管道也是半雙工的通信方式，但是它允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。
消息隊列MessageQueue：消息隊列是由消息的鏈表，存放在內(nèi)核中并由消息隊列標(biāo)識符標(biāo)識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點。
共享存儲SharedMemory：共享內(nèi)存就是映射一段能被其他進(jìn)程所訪問的內(nèi)存，這段共享內(nèi)存由一個進(jìn)程創(chuàng)建，但多個進(jìn)程都可以訪問。共享內(nèi)存是最快的 IPC 方式，它是針對其他進(jìn)程間通信方式運行效率低而專門設(shè)計的。它往往與其他通信機(jī)制，如信號量，配合使用，來實現(xiàn)進(jìn)程間的同步和通信。
信號量Semaphore：信號量是一個計數(shù)器，可以用來控制多個進(jìn)程對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機(jī)制，防止某進(jìn)程正在訪問共享資源時，其他進(jìn)程也訪問該資源。因此，主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程內(nèi)不同線程之間的同步手段。
套接字Socket：套解口也是一種進(jìn)程間通信機(jī)制，與其他通信機(jī)制不同的是，它可用于不同及其間的進(jìn)程通信。
信號 ( sinal ) ： 信號是一種比較復(fù)雜的通信方式，用于通知接收進(jìn)程某個事件已經(jīng)發(fā)生。
2、按通信類型區(qū)分
共享存儲器系統(tǒng)
1.基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通信方式
（僅適用于傳遞相對少量的數(shù)據(jù)，通信效率低，屬于低級通信）
2.基于共享存儲區(qū)的通信方式
管道通信系統(tǒng)
管道是指用于連接一個讀進(jìn)程和一個寫進(jìn)程以實現(xiàn)它們之間通信的一個共享文件（pipe文件）
管道機(jī)制需要提供一下幾點的協(xié)調(diào)能力
1.互斥，即當(dāng)一個進(jìn)程正在對pipe執(zhí)行讀/寫操作時，其它進(jìn)程必須等待
2.同步，當(dāng)一個進(jìn)程將一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寫入，然后就去睡眠等待，直到讀進(jìn)程將數(shù)據(jù)取走，再去喚醒。讀進(jìn)程與之類似
3.確定對方是否存在
消息傳遞系統(tǒng)
1.直接通信方式
發(fā)送進(jìn)程利用OS所提供的發(fā)送原語直接把消息發(fā)給目標(biāo)進(jìn)程
2.間接通信方式
發(fā)送和接收進(jìn)程都通過共享實體（郵箱）的方式進(jìn)行消息的發(fā)送和接收
客戶機(jī)服務(wù)器系統(tǒng)
1.套接字 – 通信標(biāo)識型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是進(jìn)程通信和網(wǎng)絡(luò)通信的基本構(gòu)件
基于文件型的 （當(dāng)通信進(jìn)程都在同一臺服務(wù)器中）其原理類似于管道
基于網(wǎng)絡(luò)型的（非對稱方式通信，發(fā)送者需要提供接收者命名。通信雙方的進(jìn)程運行在不同主機(jī)環(huán)境下被分配了一對套接字，一個屬于發(fā)送進(jìn)程，一個屬于接收進(jìn)程）
2.遠(yuǎn)程過程調(diào)用和遠(yuǎn)程方法調(diào)用
3、詳解
3.1 管道
管道，通常指無名管道，是 UNIX 系統(tǒng)IPC最古老的形式。
1、特點：
它是半雙工的（即數(shù)據(jù)只能在一個方向上流動），具有固定的讀端和寫端。
它只能用于具有親緣關(guān)系的進(jìn)程之間的通信（也是父子進(jìn)程或者兄弟進(jìn)程之間）。
它可以看成是一種特殊的文件，對于它的讀寫也可以使用普通的read、write 等函數(shù)。但是它不是普通的文件，并不屬于其他任何文件系統(tǒng)，并且只存在于內(nèi)存中。
管道分為pipe（無名管道）和fifo（命名管道）兩種，除了建立、打開、刪除的方式不同外，這兩種管道幾乎是一樣的。他們都是通過內(nèi)核緩沖區(qū)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
pipe用于相關(guān)進(jìn)程之間的通信，例如父進(jìn)程和子進(jìn)程，它通過pipe()系統(tǒng)調(diào)用來創(chuàng)建并打開，當(dāng)最后一個使用它的進(jìn)程關(guān)閉對他的引用時，pipe將自動撤銷。
FIFO即命名管道，在磁盤上有對應(yīng)的節(jié)點，但沒有數(shù)據(jù)塊——換言之，只是擁有一個名字和相應(yīng)的訪問權(quán)限，通過mknode()系統(tǒng)調(diào)用或者mkfifo()函數(shù)來建立的。一旦建立，任何進(jìn)程都可以通過文件名將其打開和進(jìn)行讀寫，而不局限于父子進(jìn)程，當(dāng)然前提是進(jìn)程對FIFO有適當(dāng)?shù)脑L問權(quán)。當(dāng)不再被進(jìn)程使用時，F(xiàn)IFO在內(nèi)存中釋放，但磁盤節(jié)點仍然存在。
管道的實質(zhì)是一個內(nèi)核緩沖區(qū)，進(jìn)程以先進(jìn)先出的方式從緩沖區(qū)存取數(shù)據(jù)：管道一端的進(jìn)程順序地將進(jìn)程數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)，另一端的進(jìn)程則順序地讀取數(shù)據(jù)，該緩沖區(qū)可以看做一個循環(huán)隊列，讀和寫的位置都是自動增加的，一個數(shù)據(jù)只能被讀一次，讀出以后再緩沖區(qū)都不復(fù)存在了。當(dāng)緩沖區(qū)讀空或者寫滿時，有一定的規(guī)則控制相應(yīng)的讀進(jìn)程或?qū)戇M(jìn)程是否進(jìn)入等待隊列，當(dāng)空的緩沖區(qū)有新數(shù)據(jù)寫入或慢的緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)讀出時，就喚醒等待隊列中的進(jìn)程繼續(xù)讀寫。
3.2 無名管道
pipe的例子：父進(jìn)程創(chuàng)建管道，并在管道中寫入數(shù)據(jù)，而子進(jìn)程從管道讀出數(shù)據(jù)
3.3 命名管道
和無名管道的主要區(qū)別在于，命名管道有一個名字，命名管道的名字對應(yīng)于一個磁盤索引節(jié)點，有了這個文件名，任何進(jìn)程有相應(yīng)的權(quán)限都可以對它進(jìn)行訪問。
而無名管道卻不同，進(jìn)程只能訪問自己或祖先創(chuàng)建的管道，而不能訪任意訪問已經(jīng)存在的管道——因為沒有名字。
Linux中通過系統(tǒng)調(diào)用mknod()或makefifo()來創(chuàng)建一個命名管道。最簡單的方式是通過直接使用shellmkfifo myfifo
等價于mknod myfifo p
以上命令在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建了一個名為myfifo的命名管道。用ls -p命令查看文件的類型時，可以看到命名管道對應(yīng)的文件名后有一條豎線"|"，表示該文件不是普通文件而是命名管道。
使用open()函數(shù)通過文件名可以打開已經(jīng)創(chuàng)建的命名管道，而無名管道不能由open來打開。當(dāng)一個命名管道不再被任何進(jìn)程打開時，它沒有消失，還可以再次被打開，就像打開一個磁盤文件一樣。
可以用刪除普通文件的方法將其刪除，實際刪除的事磁盤上對應(yīng)的節(jié)點信息。
例子：用命名管道實現(xiàn)聊天程序，一個張三端，一個李四端。兩個程序都建立兩個命名管道，fifo1,fifo2,張三寫fifo1，李四讀fifo1；李四寫fifo2，張三讀fifo2。
用select把，管道描述符和stdin假如集合，用select進(jìn)行阻塞，如果有i/o的時候喚醒進(jìn)程。（粉紅色部分為select部分，黃色部分為命名管道部分）
3.4 消息隊列
消息隊列，就是一個消息的鏈表，是一系列保存在內(nèi)核中消息的列表。用戶進(jìn)程可以向消息隊列添加消息，也可以向消息隊列讀取消息。
消息隊列與管道通信相比，其優(yōu)勢是對每個消息指定特定的消息類型，接收的時候不需要按照隊列次序，而是可以根據(jù)自定義條件接收特定類型的消息。
可以把消息看做一個記錄，具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級。對消息隊列有寫權(quán)限的進(jìn)程可以向消息隊列中按照一定的規(guī)則添加新消息，對消息隊列有讀權(quán)限的進(jìn)程可以從消息隊列中讀取消息。
消息隊列的常用函數(shù)如下表：
進(jìn)程間通過消息隊列通信，主要是：創(chuàng)建或打開消息隊列，添加消息，讀取消息和控制消息隊列。
3.5 共享內(nèi)存
共享內(nèi)存允許兩個或多個進(jìn)程共享一個給定的存儲區(qū)，這一段存儲區(qū)可以被兩個或兩個以上的進(jìn)程映射至自身的地址空間中，一個進(jìn)程寫入共享內(nèi)存的信息，可以被其他使用這個共享內(nèi)存的進(jìn)程，通過一個簡單的內(nèi)存讀取錯做讀出，從而實現(xiàn)了進(jìn)程間的通信。
采用共享內(nèi)存進(jìn)行通信的一個主要好處是效率高，因為進(jìn)程可以直接讀寫內(nèi)存，而不需要任何數(shù)據(jù)的拷貝，對于像管道和消息隊里等通信方式，則需要再內(nèi)核和用戶空間進(jìn)行四次的數(shù)據(jù)拷貝，而共享內(nèi)存則只拷貝兩次：一次從輸入文件到共享內(nèi)存區(qū)，另一次從共享內(nèi)存到輸出文件。
一般而言，進(jìn)程之間在共享內(nèi)存時，并不總是讀寫少量數(shù)據(jù)后就解除映射，有新的通信時在重新建立共享內(nèi)存區(qū)域；而是保持共享區(qū)域，直到通信完畢為止，這樣，數(shù)據(jù)內(nèi)容一直保存在共享內(nèi)存中，并沒有寫回文件。共享內(nèi)存中的內(nèi)容往往是在解除映射時才寫回文件，因此，采用共享內(nèi)存的通信方式效率非常高。
共享內(nèi)存有兩種實現(xiàn)方式：1、內(nèi)存映射 2、共享內(nèi)存機(jī)制
3.6 信號量
信號量（semaphore）與已經(jīng)介紹過的 IPC 結(jié)構(gòu)不同，它是一個計數(shù)器。信號量用于實現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，而不是用于存儲進(jìn)程間通信數(shù)據(jù)。
1、特點
信號量用于進(jìn)程間同步，若要在進(jìn)程間傳遞數(shù)據(jù)需要結(jié)合共享內(nèi)存。
信號量基于操作系統(tǒng)的 PV 操作，程序?qū)π盘柫康牟僮鞫际窃硬僮鳌?/p>
每次對信號量的 PV 操作不僅限于對信號量值加 1 或減 1，而且可以加減任意正整數(shù)。
支持信號量組。
2、原型
最簡單的信號量是只能取 0 和 1 的變量，這也是信號量最常見的一種形式，叫做二值信號量（Binary Semaphore）。而可以取多個正整數(shù)的信號量被稱為通用信號量。
Linux 下的信號量函數(shù)都是在通用的信號量數(shù)組上進(jìn)行操作，而不是在一個單一的二值信號量上進(jìn)行操作。#include // 創(chuàng)建或獲取一個信號量組：若成功返回信號量集ID，失敗返回-1 int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags); // 對信號量組進(jìn)行操作，改變信號量的值：成功返回0，失敗返回-1 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops); // 控制信號量的相關(guān)信息 int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);
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