IPC小结

最近一直在看进程间通信（IPC），下面将做个小结：

其实这里分为两种，第一种是进程与进程之间的共享，线程与线程之间的共享，那么也就分为了进程之间的（IPC）与线程之间的(IPC)。

一、进程之间（IPC）

进程之间的通信有以下几种：

1、管道，FIFO

2、信号

3、消息队列

4、信号量（一般用于同步、互斥）

5、共享内存

6、socket

补充：

1. 随进程持续：IPC一直存在到打开IPC对象的最后一个进程关闭该对象为止。如管道和有名管道；
2. 随内核持续：IPC一直持续到内核重新自举或者显示删除该对象为止。如消息队列、信号灯以及共享内存等；
3. 随文件系统持续：IPC一直持续到显示删除该对象为止。

它们之间的优缺点：

管道： 

1、管道是半双工的，需要双方通信时，需要建立起两个管道；

             2、只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）； 

            3、管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中；

             4、数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

            缺点：

• 只支持单向数据流；
• 只能用于具有亲缘关系的进程之间；
• 没有名字；
• 管道的缓冲区是有限的（管道制存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小）；
• 管道所传送的是无格式字节流，这就要求管道的读出方和写入方必须事先约定好数据的格式，比如多少字节算作一个消息（或命令、或记录）等等；

 

 FIFO：

与管道差不多，只是弥补了管道只能在亲缘关系的进程之间，FIFO可以用于任何进程之间。

管道及有名管道则是典型的随进程持续IPC，并且，只能传送无格式的字节流无疑会给应用程序开发带来不便，另外，它的缓冲区大小也受到限制。

 

信号：

异步中断。信号这种通信方式更像"即时"的通信方式，它要求接受信号的进程在某个时间范围内对信号做出反应，因此该信号最多在接受信号进程的生命周期内才有意义，信号所传递的信息是接近于随进程持续的概念。

消息队列：

消息队列是随内核持续的。

它提供有格式字节流，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，可作为优先级使用。，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亲缘关系。消息队列是随内核持续的，与有名管道（随进程持续）相比，生命力更强，应用空间更大。

信号量：

它主要提供对进程间共享资源访问控制机制。系统V信号灯是随内核持续的，只有在内核重起或者显示删除一个信号灯集时，该信号灯集才会真正被删除。

共享内存:

采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据.系统V则是通过映射特殊文件系统shm中的文件实现进程间的共享内存通信。

 

二、线程之间（IPC）

其实线程之间本来就是共享的，直接就可以通信的，更重要的是实现他们之间的同步与互斥。

其中有一下几种方式：

互斥锁；如果此时想利用互斥锁来达到不同进程之间的共享的话，那么如果简单的将该互斥锁设定属性为PTHREAD_PROCESS_SHARED也不行，这个时候还必须将该互斥锁对象创建在共享内存中。

读写锁，自旋锁；

条件变量。