進程的概念

進程是操作系統的概念，每當我們執行一個程序時，對于操作系統來講就創建了一個進程,在這個過程中，伴隨著資源的分配和釋放。可以認為進程是一個程序的一次執行過程。

進程通信的概念

進程用戶空間是相互獨立的，一般而言是不能相互訪問的。但很多情況下進程間需要互相通信，來完成系統的某項功能。進程通過與內核及其它進程之間的互相通信來協調它們的行為。

進程通信的應用場景

數據傳輸：一個進程需要將它的數據發送給另一個進程，發送的數據量在一個字節到幾兆字節之間。

共享數據：多個進程想要操作共享數據，一個進程對共享數據的修改，別的進程應該立刻看到。

通知事件：一個進程需要向另一個或一組進程發送消息，通知它（它們）發生了某種事件（如進程終止時要通知父進程）。

資源共享：多個進程之間共享同樣的資源。為了作到這一點，需要內核提供鎖和同步機制。

進程控制：有些進程希望完全控制另一個進程的執行（如Debug進程），此時控制進程希望能夠攔截另一個進程的所有陷入和異常，并能夠及時知道它的狀態改變。

進程通信的方式

1.管道

管道分為有名管道和無名管道

無名管道是一種半雙工的通信方式,數據只能單向流動,而且只能在具有親緣關系的進程間使用.進程的親緣關系一般指的是父子關系。無明管道一般用于兩個不同進程之間的通信。當一個進程創建了一個管道,并調用fork創建自己的一個子進程后,父進程關閉讀管道端,子進程關閉寫管道端,這樣提供了兩個進程之間數據流動的一種方式。

有名管道也是一種半雙工的通信方式,但是它允許無親緣關系進程間的通信。

2.信號量

信號量是一個計數器,可以用來控制多個線程對共享資源的訪問.,它不是用于交換大批數據,而用于多線程之間的同步.它常作為一種鎖機制,防止某進程在訪問資源時其它進程也訪問該資源.因此,主要作為進程間以及同一個進程內不同線程之間的同步手段.

Linux提供了一組精心設計的信號量接口來對信號進行操作，它們不只是針對二進制信號量，下面將會對這些函數進行介紹，但請注意，這些函數都是用來對成組的信號量值進行操作的。它們聲明在頭文件sys/sem.h中。

semget函數

它的作用是創建一個新信號量或取得一個已有信號量

semop函數

它的作用是改變信號量的值

semctl函數

該函數用來直接控制信號量信息

3.信號

信號是一種比較復雜的通信方式,用于通知接收進程某個事件已經發生.

4.消息隊列

消息隊列是消息的鏈表,存放在內核中并由消息隊列標識符標識.消息隊列克服了信號傳遞信息少,管道只能承載無格式字節流以及緩沖區大小受限等特點.消息隊列是UNIX下不同進程之間可實現共享資源的一種機制,UNIX允許不同進程將格式化的數據流以消息隊列形式發送給任意進程.對消息隊列具有操作權限的進程都可以使用msget完成對消息隊列的操作控制.通過使用消息類型,進程可以按任何順序讀信息,或為消息安排優先級順序.

5.共享內存

共享內存就是映射一段能被其他進程所訪問的內存,這段共享內存由一個進程創建,但多個進程都可以訪問.共享內存是最快的IPC(進程間通信)方式,它是針對其它進程間通信方式運行效率低而專門設計的.它往往與其他通信機制,如信號量,配合使用,來實現進程間的同步與通信.

6.套接字

socket，即套接字是一種通信機制，憑借這種機制，客戶/服務器（即要進行通信的進程）系統的開發工作既可以在本地單機上進行，也可以跨網絡進行。也就是說它可以讓不在同一臺計算機但通過網絡連接計算機上的進程進行通信。也因為這樣，套接字明確地將客戶端和服務器區分開來。

套接字的特性由3個屬性確定，它們分別是：域、類型和協議。