进程间通信

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linux 中的管道

其实所谓的管道 ，就是内存中的一串缓存，从管道的一段写入数据，

实际是缓存在内核中，另一端读取，也就是从内核中读取这段数据，

另外，管道传输的的数据是无格式的流且大小受限。

创建匿名的管道 ： int pipe(int fd[2])

使用 fork 创建子进程，创建的子进程会 复制父进程的文件描述符 ，这样就做到了两个进程各有两个「 fd[0] 与 fd[1]」，

两个进程就可以通过各自的 fd 写入和读取同一个管道文件实现跨进程通信了。

管道 只能一端写入 一端读出，而 父进程和子进程能同时写入 也可以同时写出，容易造成混乱解决办法：

只允许一端开放 读或写 的

命名管道和 匿名管道的 通信之间的区别：

我们可以得知，对于匿名管道，它的通信范围是存在父子关系的进程。

因为管道没有实体，也就是没有另外，对于命名管道，它可以在不相关的进程间也能相互通信。

因为命令管道，提前创建了一个类型为管道的设备文件，在进程里只要使用这个设备文件，就可以相互通信。

不管是匿名管道还是命名管道，进程写入的数据都是缓存在内核中，

另一个进程读取数据时候自然也是从内核中获取，同时通信数据都遵循先进先出原则，管道文件，

只能通过 fork 来复制父进程 fd 文件描述符，来达到通信的目的。

消息队列

管道的通信方式的效率低下，不适合频繁的进行交换数据

消息队列的通信模式就可以进行解决，A要给B 发消息 A进程把数据放在消息队列中就正常返回了，B进程去读取数据就可以了。

消息队列是保存在内核中的消息链表，在发送数据时，会分成一个一个独立的数据单元，也就是消息体（数据块），

消息体是用户自定义的数据类型，消息的发送方和接收方要约定好消息体的数据类型，

所以每个消息体都是固定大小的存储块，不像管道是无格式的字节流数据。

如果进程从消息队列中读取了消息体，内核就会把这个消息体删除。

在发送数据时，会分成一个一个独立的数据单元，也就是消息体（数据块），

消息体是用户自定义的数据类型，消息的发送方和接收方要约定好消息体的数据类型，

所以每个消息体都是固定大小的存储块，不像管道是无格式的字节流数据。如果进程从消息队列中读取了消息体，内核就会把这个消息体删除。

但邮件的通信方式存在不足的地方有两点，一是通信不及时，二是附件也有大小限制，这同样也是消息队列通信不足的点。

消息队列不适合比较大数据的传输 ：

因为在内核中每个消息体都有一个最大长度的限制，同时所有队列所包含的全部消息体的总长度也是有上限。在 Linux 内核中，会有两个宏定义 MSGMAX 和 MSGMNB，它们以字节为单位，分别定义了一条消息的最大长度和一个队列的最大长度。

消息队列通信过程中，存在用户态与内核态之间的数据拷贝开销 ：

因为进程写入数据到内核中的消息队列时，会发生从用户态拷贝数据到内核态的过程，同理另一进程读取内核中的消息数据时，会发生从内核态拷贝数据到用户态的过程。

共享内存

用了共享内存通信方式，带来新的问题，那就是如果多个进程同时修改同一个共享内存，很有可能就冲突了。例如两个进程都同时写一个地址，那先写的那个进程会发现内容被别人覆盖了。

为了防止多进程竞争共享资源，而造成的数据错乱，所以需要保护机制，使得共享的资源，在任意时刻只能被一个进程访问。正好，信号量就实现了这一保护机制。

信号量其实是一个整型的计数器，主要用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于缓存进程间通信的数据。

！信号量表示资源的数量！，控制信号量的方式有两种原子操作：

一个是 P 操作，这个操作会把信号量减去 -1，相减后如果信号量 < 0，则表明资源已被占用，进程需阻塞等待；相减后如果信号量 >= 0，则表明还有资源可使用，进程可正常继续执行。

另一个是 V 操作，这个操作会把信号量加上 1，相加后如果信号量 <= 0，则表明当前有阻塞中的进程，于是会将该进程唤醒运行；相加后如果信号量 > 0，则表明当前没有阻塞中的进程；

信号 和 信号量 用途完全不一样

上面说的进程间通信，都是常规状态下的工作模式。对于异常情况下的工作模式，就需要用「信号」的方式来通知进程。