参考文章:https://blog.csdn.net/qq_34827674/article/details/107678226

前提知识:每个进程都有自己的用户空间,而内核空间是每个进程共享的。因此进程之间想要进行通信,就需要通过内核来实现。
管道:
管道是最简单,效率最差的一种通信方式。
管道本质上就是内核中的一个缓存,当进程创建一个管道后,Linux会返回两个文件描述符,一个是写入端的描述符,一个是输出端的描述符,可以通过这两个描述符往管道写入或者读取数据。
如果想要实现两个进程通过管道来通信,则需要让创建管道的进程fork子进程,这样子进程们就拥有了父进程的文件描述符,这样子进程之间也就有了对同一管道的操作。
缺点:
消息队列:
管道的通信方式效率是低下的,不适合进程间频繁的交换数据。这个问题,消息队列的通信方式就可以解决。A进程往消息队列写入数据后就可以正常返回,B进程需要时再去读取就可以了,效率比较高。
而且,数据会被分为一个一个的数据单元,称为消息体,消息发送方和接收方约定好消息体的数据类型,不像管道是无格式的字节流类型,这样的好处是可以边发送边接收,而不需要等待完整的数据。
但是也有缺点,每个消息体有一个最大长度的限制,并且队列所包含消息体的总长度也是有上限的,这是其中一个不足之处。
另一个缺点是消息队列通信过程中存在用户态和内核态之间的数据拷贝问题。进程往消息队列写入数据时,会发送用户态拷贝数据到内核态的过程,同理读取数据时会发生从内核态到用户态拷贝数据的过程。
共享内存:
共享内存解决了消息队列存在的内核态和用户态之间数据拷贝的问题。
现代操作系统对于内存管理采用的是虚拟内存技术,也就是说每个进程都有自己的虚拟内存空间,虚拟内存映射到真实的物理内存。共享内存的机制就是,不同的进程拿出一块虚拟内存空间,映射到相同的物理内存空间。这样一个进程写入的东西,另一个进程马上就能够看到,不需要进行拷贝。
(这里的物理内存貌似不是内核空间的内存?)
信号量:
当使用共享内存的通信方式,如果有多个进程同时往共享内存写入数据,有可能先写的进程的内容被其他进程覆盖了。
因此需要一种保护机制,信号量本质上是一个整型的计数器,用于实现进程间的互斥和同步。
信号量代表着资源的数量,操作信号量的方式有两种:
(1)信号量实现互斥:
信号量初始化为1
(2)信号量实现同步:
由于多线程下各线程的执行顺序是无法预料的,有些时候我们希望多个线程之间能够密切合作,这时候就需要考虑线程的同步问题。
信号量初始化为0
信号:
在Linux中,为了响应各种事件,提供了几十种信号,可以通过kill -l命令查看。
如果是运行在shell终端的进程,可以通过键盘组合键来给进程发送信号,例如使用Ctrl+C产生SIGINT信号,表示终止进程。
如果是运行在后台的进程,可以通过命令来给进程发送信号,例如使用kill -9 PID产生SIGKILL信号,表示立即结束进程。
Socket:
前面提到的管道,消息队列,共享内存,信号量和信号都是在同一台主机上进行进程间通信,如果想要跨网络和不同主机上的进程进行通信,则需要用到socket。
实际上,Socket不仅可以跨网络和不同主机进行进程间通信,还可以在同一主机进行进程间通信。
Socket是操作系统提供给程序员操作网络的接口,根据底层不同的实现方式,通信方式也不同。
Socket的系统调用:
int socket(int domain, int type, int protocal)
针对TCP的Socket通信:

这里要注意的是,调用accept,连接成功得到的Socket是用来传输数据的,而第一次初始化Socket是用来监听的,是两个不同作用的Socket。
针对UDP的Socket通信:

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