概念
- 每个进程各自有不同的用户地址空间，进程之间的变量是彼此看不到的
- 进程之间交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区
- 一个进程把自己的数据从用户空间拷贝到内核缓冲区，另一个进程再从内核缓冲区把数据读走
简单的说，就是进程间传播或交换信息
通信目的
- 数据传输：数据量在一个到几M字节之间
- 共享数据：多个进程操作共享数据
- 信息传递：通知某进程发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）
- 资源共享：多个进程共享同样的资源。为了做到这一点，需要内核提供锁和同步机制
- 进程管理：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），希望能够拦截另一个进程的所有异常，并能够及时知道它的状态变化
通信方式
1、管道
管道实质是一个内存缓冲区，需要通信的两个进程在管道两端，进程利用管道传递信息。对于两端的进程而言，管道就是一个文件，但它不属于文件系统，并且只存在与内存中
匿名管道
- 半双工：数据只能在一个方向流动，不能反方向
- 只能在有亲缘关系的进程间通信：父子进程、兄弟进程
命名管道
- 半双工
- 允许在没有亲缘关系的进程间通信：提供了一个路径名与之关联，以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中
2、信号
内核可以利用信号来通知进程发生了什么系统事件
信号来源
硬件来源：按下了键盘或其他硬件故障
软件来源：比如kill、raise、alarm、setitimer、sigqueue函数，还包括一些非法运算符操作
进程对信号的响应
- 忽略信号：但 SIGKLL 和 SIGSTOP 不能忽略
- 捕捉信号：定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的处理函数
- 执行缺省操作
3、消息队列
消息的链表，具有特定的格式
存放在内核中，由消息队列标识符（队列ID）标识
允许一个或多个进程向它写入与读取消息
4、共享内存
多个进程可以直接读写同一块内存空间：内核专门留出一块内存区，需要访问的进程可以将其映射到自己的私有地址空间，不需要进行数据的拷贝，从而大大提高效率
注意
- 并未提供同步机制：在一个进程结束对共享内存的写操作之前，没有自动机制阻止另外的进程对它的读取
- 需要使用其他机制来同步对共享内存的访问
5、信号量
标识可用资源数量的计数器
用来控制多个进程对共享资源的访问，不用于交换大批数据，而用于多线程之间的同步
常作为一种锁机制：防止某进程访问资源时其他进程也访问该资源
二进制信号量（二值信号量）：只有 0 和 1 的信号量，可用来标识某个资源是否可用
6、套接字
可用于不同机器之间的进程通信
有两种类型的套接字：基于文件的 和 面向网络的
1、基于文件的
Unix 套接字，家族名字 AF_UNIX，代表地址家族：UNIX
2、面向网络的
家族名字 AF_INET，代表地址家族：INTERNET
不管采用哪个地址家族，都有两种不同的套接字连接：面向连接的 和 无连接的
| 面向连接的（SOCK_STREAM） | 无连接的（SOCK_DGRAM） |
|---|---|
| 进行通信前必须建立一个连接 | 通信前不需要建立联系 成本更加低，因为不需要维护连接的开销 |
| 提供序列化的、可靠的、不重复的数据交付，没有记录边界 | 传输过程中无法保证顺序行、可靠性、重复性 |
| 每条信息可以被拆分成多个片段，并且每个片段都能确保到达目的地，在目的地将信息拼接起来 | 保存了记录边界，意味着消息是以整体发送的，而非首先分成多个片段 |
| 主要协议：传输控制协议 TCP | 主要协议：用户数据报协议 UDP |