进程间通信的“五大武器”

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Hello 小伙伴们，我是小曾。

今天我们来聊聊进程间通信。

文章目录

1. 管道（Pipe）和命名管道（Named Pipe）
2. 共享内存（Shared Memory）
3. 消息队列（Message Queue）
4. 信号（Signal）与信号量（Semaphore）
5. 套接字（Socket）

进程是操作系统中资源分配的基本单位，是一个正在运行的程序的实例。每个进程都有自己独立的地址空间，包括代码段、数据段和堆栈段。进程之间不共享资源，除非通过进程间通信IPC（Inter-Process Communication）。

进程间通信是指两个或多个进程之间交换数据或信息的方式。常见的 IPC 方式有以下几种：

1. 管道（Pipe）和命名管道（Named Pipe）

管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动。
命名管道在管道的基础上增加了一个名称，可以实现双向通信。
管道和命名管道适用于亲缘关系的进程间通信。

2. 共享内存（Shared Memory）

共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，从而实现高效的数据交换。
共享内存通常配合信号量或互斥锁使用,以解决并发访问的同步问题。
共享内存适用于通信双方数据交换量大，且要求低延迟的场景。

3. 消息队列（Message Queue）

消息队列允许进程间异步、非阻塞地交换数据。
消息队列具有缓存功能，可以暂存未及时处理的消息。
消息队列适用于进程间解耦，异步通信的场景。

4. 信号（Signal）与信号量（Semaphore）

信号是一种异步通信机制，用于通知进程发生某些事件，可用于进程间的简单通知，如中断、终止等。

信号可以用来通知进程信号量的变化。例如,一个进程在获取信号量失败时,可以选择挂起自己,并等待收到一个信号来唤醒。信号通信简单，但功能较为有限，一般作为其他
IPC 方式的补充。

信号量用于实现进程间的互斥与同步，防止多个进程同时访问共享资源。进程可以通过"P"操作(申请)和"V"操作(释放)来获取和释放信号量。

信号量可以用来实现对信号的处理。例如,可以使用信号量来控制信号处理程序的并发执行,以防止竞态条件的发生。

信号和信号量可以结合使用,形成更加复杂的同步和通信机制。例如,可以使用信号量来控制对共享资源的访问,而使用信号来通知资源状态的变化。