进程通信原理
- 1、同主机间的消息通讯机制
- 1.1 管道（pipe）,流管道(s_pipe)和有名管道（FIFO）
- 1.2 信号（signal）
- 1.3 消息队列
- 1.4 共享内存
- 1.5 信号量
- 1.6 套接字（socket)
- 1.7 进程间通信各种方式效率比较
- 2、不同主机间的消息通讯机制
进程通信原理
我们每天使用互联网，你是否想过，它是如何实现的？
全世界几十亿台电脑，连接在一起，两两通信。上海的某一块网卡送出信号，洛杉矶的另一块网卡居然就收到了，两者实际上根本不知道对方的物理位置，你不觉得这是很神奇的事情吗？
互联网的核心是一系列协议，总称为"互联网协议"（Internet Protocol Suite）。它们对电脑如何连接和组网，做出了详尽的规定。理解了这些协议，就理解了互联网的原理。
为了让互联网安全且可靠，人们发明了著名的OSI七层模型、TCP/IP四(五)层模型和种类繁杂的加解密算法，但这些均不是本次要介绍的内容。我们这次要聊的是进程数据通信。
1、同主机间的消息通讯机制
进程间的通讯机制有如下6种方式，其它哪些属于主机间进程通信，哪些属于同主机上的进程间通信呢。我们分别来看。
- (1) 管道（pipe）,流管道(s_pipe)和有名管道（FIFO）
- (2) 信号（signal）
- (3) 消息队列
- (4) 共享内存
- (5) 信号量
- (6) 套接字（socket)
1.1 管道（pipe）,流管道(s_pipe)和有名管道（FIFO）
pwd|ls如上大家经常用到的命令就使用管道。
管道这种通讯方式有两种限制：
- 半双工的通信，数据只能单向流动；
- 只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
流管道s_pipe ，去除了第一种限制,可以双向传输。命名管道:name_pipe，克服了管道没有名字的限制，因此，即具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
1.2 信号（signal）
信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；
linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）；
1.3 消息队列
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。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。
1.4 共享内存
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。
**使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。**是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。
信号量
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。
套接字（socket)
套接字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。
更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。
进程间通信各种方式效率比较
效率比较
各种通信方式的比较和优缺点
- 管道：速度慢，容量有限，只有父子进程能通讯
- FIFO：任何进程间都能通讯，但速度慢
- 消息队列：容量受到系统限制，且要注意第一次读的时候，要考虑上一次没有读完数据的问题
- 信号量：不能传递复杂消息，只能用来同步
- 共享内存区：能够很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一个进程在写的时候，另一个进程要注意读写的问题，相当于线程中的线程安全，当然，共享内存区同样可以用作线程间通讯，不过没这个必要，线程间本来就已经共享了同一进程内的一块内存
不同主机间的消息通讯机制
每个网络应用都是基于Client/Server架构。这种模型下，一个应用是由一个服务器进程和一个或多个客户端进程组成。服务器管理某种资源，并且通过操作这些资源为客户端提供服务。
那Client和Server之间是如何通信呢？对的，Socket。只有这种方式，且前提是通信主机提前知道服务器端的监听端口。即Server监听DIP+DPORT,Client发起SIP+SPORT。
DPORT必须始终处于监听状态，随时供Client来连接。这里延伸两个知道点，始终监听有2种方式：瞬时Daemon和长驻Daemon进程。如ftp就是瞬间Daemon进程，在CentOS6中由xinetd统一维护，在CentOS7中由systemd统一管理。
端口如何让别人知道呢，由互联网机构统一管理，为某些众所周知的应用分配好一些固定的端口，这些特定应用只能使用这些端口，通过这些默认端口访问是无需单独跟上端口号，如http可通过协议来判断端口号。如非要指定其它端口，则需额外指定。
这些端口是独占模式，在使用的过程，其它服务是不可使用的。
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