什么是进程间通信
进程间通信（Inter-Process Communication）,简称 IPC，意思就是在不同进程之间传递信息。它是一组编程接口，让程序员协调不同进程，使能够相互传递消息
进程间通信的意义
（1）数据传输：一个进程需要将它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。
（2）事件通知：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）。
（3）数据共享：多个进程想要操作共享数据，一个进程对共享数据的修改，别的进程应该立刻看到。
（4）资源共享：多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点，需要内核提供锁和同步机制。
（5）进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如 debug 进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。
进程间通信方式
管道
单工，半双工，全双工
- 单工：数据传输是
单向的 - 半双工：它可以在一个信号载体的
两个方向上传送，但不能同时传送 - 全双工：可在信号载波的
两个方向同时传输
匿名管道
两个限制：① 单工：同时只能单向传输数据；② 只能在父子和兄弟进程之间传输数据
父子进程之间的通信三部曲：（由于 fork 的原因只能在父子和兄弟之间）
命名管道
打破匿名管道的两个限制，实现：① 半双工：可以双向传输（但没法同时双向，全双工才可以）；② 由于有了名字，支持任意多个进程间通讯
标识符：每个内核的 IPC 结构（消息队列、信号量或共享内存）都用标识符(一个非负整数)引用。
键：由于标识符是 IPC 对象的内部名，所以为了是多个进程间能够访问到同一 IPC 对象，需要提供一个外部名。即键（key），。键和标识符之间存在一一映射的关系，分别存在管道中和 IPC 对象内部。（因为有键值的存在所以可以在任意多个进程之间通信）
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信号量
信号量的本质就是一个计数器，用来实现进程之间的互斥与同步
比如某个资源只能同时被 5 个进程共享，那么每多一个进程去访问这些资源，则计数器加 1，每当某个进程结束该资源的访问，则计数器减 1。如果达到满，则暂停其他进程对该资源的访问。
信号量不仅仅用于进程之间的冲突，还用于线程之间的冲突
消息队列
消息队列是一种异步的通信方式
消息队列是消息的链表，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。
共享内存
共享内存是所有IPC方式中最快的一种，原因在于：共享内存一旦映射到进程地址空间，进程间数据的传递就不需要涉及内核。
对于管道、FIFO和消息队列，两个进程之间通过这三种方式进行通信，则内核就扮演着“中转站”的角色。
- 发送消息一方，通过系统调用(write或msgsnd)将消息
从用户层拷贝到内核层，由内核暂时保存这份信息； - 接受消息的一方，通过系统调用(read或msgrcv)将消息
从内核层提取到用户层；
注意：在使用read/write时，操作系统还会将数据缓存到临时缓冲区内。
我们在来看共享内存：
多个进程共同访问同一片物理内存的
内核负责构建出一片内存区域，两个或多个进程可以将这块内存区域映射到自己的虚拟地址空间，从此之后内核不再参与双方通信。
注意：建立共享内存之后，内核并不是完全不参与进程间的通信，因为当进程使用共享内存时，可能会发生缺页，引发缺页中断，这种情况下，内核还是会参与进来的。
套接字 Socket
- 服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用 accept 阻塞，等待客户端连接。
- 在这时如果有个客户端初始化一个 Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。
- 客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束
