Linux: 进程通信介绍(一)

进程与通信

进程可以理解为操作系统的可执行程序，每当我们执行一个程序时，对于操作系统来讲就创建了一个进程，随着进程的创建，系统需要分配相关的资源，有分配就有回收。所以也可以简单理解成进程就是一次程序的调度过程。

进程用户空间是相互独立的，一般而言是不能相互访问的。例如在iOS或者Android等移动端设备，每个App承载着各自独立的功能，拥有自己的用户空间。但很多情况下，进程之间是需要通信的，用过App的都可以理解。在不同的系统平台，通行方式可能不一样，但是本质上一定是一致的。

通信场景

数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程，发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。
共享数据：多个进程想要操作共享数据，一个进程对共享数据的修改，别的进程应该立刻看到。
通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）。
资源共享：多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点，需要内核提供锁和同步机制。
进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。

通信方式

管道( pipe )：

管道包括三种:
普通管道PIPE： 通常有两种限制,一是单工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用.
流管道s_pipe: 去除了第一种限制,为半双工，只能在父子或兄弟进程间使用，可以双向传输.
命名管道:name_pipe：去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.

信号量( semophore ) ：

信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

消息队列( message queue ) ：

消息队列是由消息的链表，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点。

信号 ( sinal ) ：

信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

共享内存( shared memory ) ：

共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

套接字( socket ) ：

套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。