一、IPC：跨越进程内存的“隔离墙”
IPC（Inter-Process Communication）是 Linux 系统中，多个进程之间进行数据交换和通信的机制。其核心目的是打破进程间内存隔离的壁垒，实现数据共享和协作。
二、五大传统IPC机制：原理与优劣
1. 管道（pipe）
- 原理：
pipe在内核中创建一个环形缓冲区，通过一对文件描述符进行读写。数据从一端写入，从另一端读出。 - 特点：单向通信、容量有限（默认 64KB）。主要用于父子进程或兄弟进程之间的通信，因为文件描述符只能通过
fork()系统调用继承。
2. 消息队列（Message Queue）
- 原理：
Message Queue是内核维护的一个消息链表。进程通过唯一的key值访问队列。msgsnd()用于发送消息，msgrcv()用于接收消息。 - 特点：提供了结构化的消息（按类型）、非阻塞的通信。但由于数据在用户空间和内核空间之间需要多次拷贝，性能一般。
3. 共享内存（Shared Memory）
- 原理：多个进程将同一块物理内存映射到各自的虚拟地址空间。这使得进程可以直接读写这块内存，避免了昂贵的数据拷贝。
- 特点：速度最快的 IPC 机制，但只解决了通信问题，没有解决同步问题。因此，必须结合信号量或互斥锁来确保数据的一致性。
4. 信号量（Semaphore）
-
原理：
Semaphore是内核维护的一个计数器。它主要用于进程间的同步和互斥，而不是数据通信。 -
操作：
P操作（semop(-1)）：申请资源，计数器减 1。如果计数器为 0，进程阻塞。V操作（semop(+1)）：释放资源，计数器加 1。如果计数器大于 0，唤醒等待进程。
5. 套接字（Socket）
- 原理：
Socket是一种基于网络协议栈的通信机制。它提供了双向、全双工的通信能力，支持跨机器通信。 - 特点：功能强大，但协议栈的处理开销较大，本地通信效率不如
Unix Domain Socket。
三、传统IPC的局限性
- 性能瓶颈：除共享内存外，其他 IPC 方式都涉及到多次数据拷贝和内核频繁介入，导致性能开销大。
- 安全性弱：传统 IPC 缺乏身份验证和权限控制，任何知道
key或文件描述符的进程都可以访问。 - 开发复杂度：
共享内存需要开发者手动实现复杂的同步机制，容易出错。
