学习Linux C编程之进程间通信（一）

Linux进程间通信的目的：
数据传输：一个进程需要将他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，通知它发生了某种事件（如进程终止前要通知父进程）；
资源共享:多个进程之间共享同样的资源。为了做到这一点，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，此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有信息和异常，并能够及时知道它的状态。
 
常见的通信方式：
1. 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的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
2. 命名管道FIFO：有名管道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. 消息队列MessageQueue：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。
5. 共享存储SharedMemory：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，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
6. 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。
7. 套接字Socket：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
8. 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。

管道通信的特点是：
1.管道是半双工的，数据只能向一个方向流动，需要双方通信时，需要建立两个管道。
2.只能同于父子进程或兄弟进程之间
3.单独构成一种文件系统，管道对于两端的进程而言，就是一个文件，但他不是普通的文件，不属于某种文件系统，而是自立门户，并且只存在于内存中。
4.数据的读入和写入，一个进程写的内容被另一端的进程读出，写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓存区的头部读出数据。
消息队列与管道、有名管道相比的优缺点
消息队列具有更大的灵活性，首先它提供格式字节流，有利于减少开发人员的工作量，其次消息具有类型，在实际应用中，可以作为优先级使用，这两点是管道和有名管道所不能比的。同样，消息队列可以在几个进程间复用，而不管这几个进程是否具有血缘关系，这一点与有名管道相似，但消息队列是随内核持续的，与有名管道相比（随进程持续），生命力更强，应用空间更大。

共享内存：
共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行 读写。得到共享内存有两种方式：映射/dev/mem设备和内存映像文件。前一种方式不给系统带来额外的开销，但在现实中并不常用，因为它控制存取的将是 实际的物理内存，在Linux系统下，这只有通过限制Linux系统存取的内存才可以做到，这当然不太实际。常用的方式是通过shmXXX函数族来实现利 用共享内存进行存储的。 
首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。 
　　 #include <sys/types.h> 
　　#include <sys/ipc.h> 
　　 #include <sys/shm.h> 
   int shmget(key_t key, int size, int flag); 
这个函数有点类似大家熟悉的malloc函数，系统按照请求分配size大小的内存用作共享内存。Linux系统内核中每个IPC结构都有的一个非负整数 的标识符，这样对一个消息队列发送消息时只要引用标识符就可以了。这个标识符是内核由IPC结构的关键字得到的，这个关键字，就是上面第一个函数的 key。数据类型key_t是在头文件sys/types.h中定义的，它是一个长整形的数据。在我们后面的章节中，还会碰到这个关键字。