• 进程间通信IPC


    一、进程间通信IPC

    如果多个进程之间需要协同处理某个任务时,这时就需要进程间的同步和数据交流。
    常用的进程间通信(IPC,Inter- Process Communication)的方法有:

    1. 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;
    2. 管道(Pipe):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系(通常是指父子进程关系)的进程间使用;
    3. 命名管道FIFO:命名管道(Named Pipe)也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信;
    4. 命名socket或UNIX域socket(Named Socket或Unix Domain Socket):socket也是一种进程间通信机制,与其他通 信机制不同的是,它可用于不同进程间的进程通信;
    5. 信号量(Semaphore):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;
    6. 共享存储(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,如信号量,配合使用,来实现进程间的同步和通信;
    7. 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;

    共享内存消息队列信号量三种进程间通信方式都需要key_t类型的关键字ID值,就像我们需要一个唯一的身份证号来区分 一样,有时我们可以直接指定一个固定的整数值作为该ID值,但通常情况下会通过调用ftok()函数获取该值。

    可以简单理解半/全双工:
    半双工:可以双向通信,但不能同时进行
    全双工:可以实现双向通信
    单工:单向车道

    二、线程间的通信方式

    锁机制:包括互斥锁、条件变量、读写锁;
    互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法;
    读写锁允许多个线程同时读共享数据,而对写操作是互斥的;
    条件变量可以以原子的方式阻塞进程,直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

    信号量机制(Semaphore):包括无名线程信号量和命名线程信号量;

    信号机制(Signal):类似进程间的信号处理。

    线程间的通信目的主要是用于线程同步,所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。

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