linux有几种方式实现进程间通信

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进程概念：

进程是操作系统的概念，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,在这个过程中，伴随着资源的分配和释放。可以认为进程是一个程序的一次执行过程。

进程通信概念：

进程用户空间是相互独立的，一般而言是不能相互访问的。但很多情况下进程间需要互相通信，来完成系统的某项功能。进程通过与内核及其它进程之间的互相通信来协调它们的行为。

linux进程间通信的方式：

Linux进程间基本的通信方式主要有：管道(pipe)(包括匿名管道和命名管道)、信号(signal)、消息队列(queue)、共享内存、信号量和套接字。

下面分别介绍一下这几种方式：

1、管道

管道的实质是一个内核缓冲区，管道的作用正如其名，需要通信的两个进程在管道的两端，进程利用管道传递信息。管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但是这个文件比较特殊，它不属于文件系统并且只存在于内存中。

2、信号

信号是软件层次上对中断机制的一种模拟，是一种异步通信方式，进程不必通过任何操作来等待信号的到达。信号可以在用户空间进程和内核之间直接交互，内核可以利用信号来通知用户空间的进程发生了哪些系统事件。

3、消息队列

消息队列是消息的链表，具有特定的格式,存放在内存中并由消息队列标识符标识，并且允许一个或多个进程向它写入与读取消息

4、共享内存

使得多个进程可以可以直接读写同一块内存空间，是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。

为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间。进程就可以直接读写这一块内存而不需要进行数据的拷贝，从而大大提高效率。

注意：共享内存并未提供同步机制，在一个进程结束对共享内存的写操作之前，并无自动机制可以阻止另二个进程开始对它进行读取。所以，我们通常需要用其他的机制来同步对共享内存的访问。

5、信号量

信号量实质上就是一个标识可用资源数量的计数器，它的值总是非负整数。而只有0和1两种取值的信号量叫做二进制信号量（或二值信号量），可用用来标识某个资源是否可用。

6、套接字

套接字是更为基础的进程间通信机制，与其他方式不同的是，套接字可用于不同机器之间的进程间通信。

有两种类型的套接字：基于文件的和面向网络的。

（1）Unix套接字是基于文件的，并且拥有一个“家族名字”--AF_UNIX，它代表地址家族(address family)：UNIX。

（2）第二类型的套接字是基于网络的，它也有自己的家族名字--AF_INET，代表地址家族(address family):INTERNET

不管采用哪种地址家族，都有两种不同的套接字连接：面向连接的和无连接的。

（1）面向连接的套接字(SOCK_STREAM)

进行通信前必须建立一个连接，面向连接的通信提供序列化的、可靠地和不重复的数据交付，而没有记录边界。

这意味着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，然后在目的地将信息拼接起来。

实现这种连接类型的主要协议是传输控制协议(TCP)。

（2）无连接的套接字(SOCK_DGRAM)

在通信开始之前并不需要建立连接，在数据传输过程中并无法保证它的顺序性、可靠性或重复性。

然而，数据报确实保存了记录边界，这就意味着消息是以整体发送的，而并非首先分成多个片段。

由于面向连接的套接字所提供的保证，因此它们的设置以及对虚拟电路连接的维护需要大量的开销。然而，数据报不需要这些开销，即它的成本更加“低廉”。

实现这种连接类型的主要协议是用户数据报协议(UDP)。

应用场景：

• 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。

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