1.什么是进程通信？

答：两个或多个进程实现数据层面的交互；但是因为进程的独立性，导致进程通信的成本较高；

2.为什么要通信？

答：多进程之间由协同的需求，所以通信；以下是通信要实现的目的：

2.1.基本数据：

2.2.发送命令：一个进程控制另一个进程

2.3.多进程之间实现协同

2.4.通知

2.6.通信是有成本的：因为是要打破进程的独立性

3.怎么通信？

3.1进程间通信的本质：必须让不同的进程看到同一份“资源”

3.2“资源”——特定形式的内存空间；

3.3这个资源谁提供？答：一般是操作系统提供；

3.4为什么不是我们两个进程中的一个提供呢？答：进程具有独立性；假设是由一个进程提供，这个资源应该属于谁？他不是共享资源，还是进程独有，因为破环了进程的独立性；OS是第三方空间，谁用谁申请

3.5进程访问这个空间，进行通信，本质就是访问操作系统；进程代表的就是用户；“资源”从创建、使用、释放——必须调用系统接口；

3.6操作系统提供资源，保障了进程通信，而且底层设计、接口设计、都要由操作系统独立设计；一般操作系统，会有一个独立的通信模块——隶属于文件系统——IPC通信模块（进程间通信的意思）

3.7进程间通信是由标准的；两套标准——system V  和 posix

3.8基于文件级别的通信方式——管道（此时的文件，只是代称，我可以往内存中写啊）

思想是正确的，但是效率并不高；管道是Linux（unix）最古老的进程通信方式；

3.9管道原理（自我理解）：基础IO部分，缓冲区里的数据要写入磁盘文件，现在不写入磁盘，而是直接与子进程交互，把数据给子进程；并且通过引用计数原理（智能指针）控制着文件的打开和关闭，进行读写；（只能单向通信所以命名为管道）

3.10强烈建议如果单向通信，一定要关闭不必要的文件描述符，防止写错；

3.11 如果我要进行双向通信呢——答：建两个管道；

3.12 以上讲的是父子进程，如果没有任何关系，可以用以上讲的原理进行通信吗？答：不能，做不到；

3.13兄弟之间也可以用管道，进行通信；爷爷和孙子也可以进行通信——使用管道通信，必须得是具有血缘关系；常用于父子之间

3.14 以上所说的文件，是在缓冲区中进行的，并不是在真实的文件中交互的，所以这个管道叫做匿名管道！

4.接口

4.1open、close是磁盘级的接口，不能用他，而是专用的接口pipe（系统接口）

 int pipe(int pipefd[2]);//pipdfd[2]  输出型参数
//pipefd[0]  只读下标 
//pipefd[1]  只写下标

4.2代码实现管道

// 实现系统间通信
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <cstdlib> //stdlib.h C++风格的头文件写法
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>using namespace std;#defind N 2
#define NUM 1024
void Writer(int wfd)
{string s = "hello,i am child!";pid_t self = getpid();int number = 0;char buffer[NUM];while (true){//构建字符串buffer[0] = 0; // 字符串清空；只是为了提醒阅读代码的人，我把这个数组当作字符串了snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%s-%d-%d", s.c_str(), self, number);//cout<<buffer<<endl;       //发送给父进程write(wfd,buffer,strlen(buffer));sleep(1);}
}
void Reader(int rfd)
{char buffer[NUM];while(true){buffer[0]=0;ssize_t n=read(rfd,buffer,sizeof(buffer));if(n>0){buffer[n]=0; //0=='\0'cout<<"father get a message["<<getpid()<<"]#"<<buffer<<endl;}}
}
int main()
{int pipefd[N] = {0};int n = pipe(pipefd); // 0下标是读；1下标是写if (n < 0){perror("pipe");return 1;}// cout<<"pipefd[0]:"<<pipefd[0]<<",pipefd[1]:"<<pipefd[1]<<endl;// 子进程写入，父进程读pid_t id = fork();if (id < 0)return 2;if (id == 0){// 子进程close(pipefd[0]);Writer(pipefd[1]);close(pipefd[1]);exit(0);}close(pipefd[1]);Reader(pipefd[1]);pid_t rid = waitpid(id, nullptr, 0);if (rid < 0)return 3;close(pipefd[0]);return 0;
}

4.3根据以上代码可以得到管道的本质：将上层缓冲区的数据拷贝到系统缓冲区，再将数据拷贝给上层缓冲区；

4.4进程间通信的本质：需要让不同的进程，看到同一份资源——但是是多执行流共享的，难免会出现访问冲突的问题；

5.管道的特征：五点

5.1具有血缘关系的进程进行进程间通信；

5.2管道只能单向通信；

5.3父子进程是会进程协同的，同步与互斥的——保护管道文件的数据安全；

5.4管道是面向字节流的；

5.5管道是基于文件的，文件的生命周期是跟随进程的（父子进程退出，管道会被操作系统回收）

6.管道的4种情况：

6.0管道是有大小的，Linux版本2.6.11之前是4KB，之后是64KB；（为了保障传输数据的整体性，有序性，定义了一个pipe_buf 大小是4KB，当写入系统缓冲区的数据小于4KB时，必须要等子进程传输完数据，父进程才能读——这个工作就是读取的原子性问题）

6.1读写端正常，管道如果为空，读端就要阻塞；

6.2读写端正常，管道如果被写满，写端就要阻塞

6.3读端正常，写端关闭，读端就会读到0，表明读到了文件（pipe）结尾，不会被阻塞；一直在读；

6.4读端关闭，写端正常，操作系统就要杀掉这个正在写入的进程；如何干掉？答：操作系统通过信号（是几号信号？ 答：13号）干掉（操作系统是不会做低效，浪费等类似的工作的，如果做了，那就是操作系统的bug）

ulimit -a //查看系统对一些非常重要的资源的限制

7.管道的应用场景

7.1这个管道和我们以前学的知识，哪些是有关系的？

Linux shell 指令 ：cat test.txt | head -10 |tail -5  这个语句的实现，就是shell命令+进程替换+管道实现的；

7.2使用管道实现一个简易版本的进程池；（请看下一节）