进程间通信

一、进程间通信（interprocess communication，简称 IPC）指两个进程之间的通信。

　　系统中每个进程都有自己的地址空间，并且相互独立、隔离，每个进程都处于自己的地址空间中。

二、通信机制

　　Linux 内核提供了多种 IPC 机制，基本是从 UNIX 系统继承而来，而对 UNIX 发展做出重大贡献的两大主力 AT&T 的贝尔实验室及 BSD（加州大学伯克利分校的伯克利软件发布中心）在进程间通信方面的侧重点有所不同。前者对 UNIX 早期的进程间通信手段进行了系统的改进和扩充，形成了“System V IPC”，通信进程局限在单个计算机内；后者则跳过了该限制，形成了基于套接字（Socket，也就是网络）的进程间通信机制。Linux 则把两者继承了下来，如下如所示：

其中，早期的 UNIX IPC 包括：管道、FIFO、信号；System V IPC 包括：System V 信号量、System V消息队列、System V 共享内存；上图中还出现了 POSIX IPC，事实上，较早的 System V IPC 存在着一些不足之处，而 POSIX IPC 则是在 System V IPC 的基础上进行改进所形成的，弥补了 System V IPC 的一些不足之处。POSIX IPC 包括：POSIX 信号量、POSIX 消息队列、POSIX 共享内存。

　总结如下：

　　⚫ UNIX IPC：管道、FIFO、信号；

　　⚫ System V IPC：信号量、消息队列、共享内存；

　　⚫ POSIX IPC：信号量、消息队列、共享内存；

　　⚫ Socket IPC：基于 Socket 进程间通信。

1.管道和FIFO

　　管道是UNIX系统上最古老的IPC方法。管道被抽象成一种文件（管道文件pipe），把一个进程连接到另一个进程的数据流称为管道。

　　管道有三种：

　普通管道pipe：普通管道有两种限制，一是只能单工，二是只能在父子或者兄弟进程间使用。
　流管道s_pipe: 半双工，只能在父子或者兄弟进程间使用。
有名管道name_pipe(FIFO):可以在不同进程之间通信。

2.信号

3.消息队列

消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺陷。消息队列包括 POSIX 消息队列和 System V 消息队列。

消息队列是 UNIX 下不同进程之间实现共享资源的一种机制，UNIX 允许不同进程将格式化的数据流以消息队列形式发送给任意进程，有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。

4.信号量

信号量是一个计数器，它主要用于控制多个进程间或一个进程内的多个线程间对共享资源的访问，相当于内存中的标志，进程可以根据它判定是否能够访问某些共享资源，同时，进程也可以修改该标志，除了用于共享资源的访问控制外，还可用于进程同步。
　　它常作为一种锁机制，防止某进程在访问资源时其它进程也访问该资源，因此，主要作为进程间以及同一个进程内不同线程之间的同步手段。Linux 提供了一组精心设计的信号量接口来对信号量进行操作，它们声明在头文件 sys/sem.h 中。