通信目的:
#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。
#共享数据：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。
#通知事件：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）。
#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。
#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。
进程间通信主要包括 管道, 信号 (包括消息队列, 信号量, 共享存储), 套接字 (SOCKET)
管道包括三种:
1)普通管道PIPE: 通常有两种限制,一是半双工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用.
2)流管道s_pipe: 去除了第一种限制,可以双向传输.
3)命名管道name_pipe: 去除了第二种限制,可以在不相关的进程之间进行通讯.
信号( sinal )：操作系统通过信号来通知进程系统中发生了某种预先规定好的事件（一组事件中的一个），它也是用户进程之间通信和同步的一种原始机制.
在一个信号的生命周期中有两个阶段：生成和传送。当一个事件发生时，需要通知一个进程，这时生成一个信号。当进程识别出信号的到来，就采取适当的动作来传送或处理信号。在信号到来和进程对信号进行处理之间，信号在进程上挂起（pending）.
内核为进程产生信号，来响应不同的事件，这些事件就是信号源。主要的信号源如下：
#异常：进程运行过程中出现异常；
#其它进程：一个进程可以向另一个或一组进程发送信号；
#终端中断：Ctrl-C，Ctrl-\等；
#作业控制：前台、后台进程的管理；
#分配额：CPU超时或文件大小突破限制；
#通知：通知进程某事件发生，如I/O就绪等；
#报警：计时器到期。
每一个信号都有一个缺省动作，它是当进程没有给这个信号指定处理程序时，内核对信号的处理。有5种缺省的动作：
#异常终止（abort）：在进程的当前目录下，把进程的地址空间内容、寄存器内容保存到一个叫做core的文件中，而后终止进程。
#退出（exit）：不产生core文件，直接终止进程。
#忽略（ignore）：忽略该信号。
#停止（stop）：挂起该进程。
#继续（continue）：如果进程被挂起，则恢复进程的运行。否则，忽略信号。
信号最初的设计目的主要是用来处理错误，内核把进程运行过程中的异常情况和硬件的信息通过信号通知进程。如果进程没有指定对这些信号的处理程序，则内核处理它们，通常是终止进程。作为一种IPC机制，信号有一些局限：
#信号的花销太大。发送信号要做系统调用；内核要中断接收进程、要管理它的堆栈、要调用处理程序、要恢复被中断的进程等。
#信号种类有限，只有31种，而且信号能传递的信息量十分有限。
#信号没有优先级，也没有次数的概念。
#信号对于事件通知很有效，但对于复杂的交互操作却难以胜任。
信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
消息队列( message queue ) ： 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。
套接字( socket )：所有提供了TCP/IP协议栈的操作系统中几乎都提供了socket，而所有这些操作系统，对套接字的编程方法几乎是完全一样的.
管道与系统IPC之间的优劣比较:
管道: 优点是所有的UNIX都支持, 并且在最后一个访问管道的进程终止后,管道就被完全删除;缺陷是管道只允许单向传输或者用于父子进程之间.
系统IPC: 优点是功能强大,能在毫不相关进程之间进行通讯; 缺陷是关键字KEY_T使用了内核标识,占用了内核资源,并且只能被显式删除,而且不能使用SOCKET的一些机制,例如select,epoll等.
进程间通信各种方式效率比较
类型
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无连接
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可靠
|
流控制
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记录
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消息类型优先级
|
普通PIPE
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N
|
Y
|
Y
|
N
| |
流PIPE
|
N
|
Y
|
Y
|
N
| |
命名PIPE(FIFO)
|
N
|
Y
|
Y
|
N
| |
消息队列
|
N
|
Y
|
Y
|
Y
| |
信号量
|
N
|
Y
|
Y
|
Y
| |
共享存储
|
N
|
Y
|
Y
|
Y
| |
UNIX流SOCKET
|
N
|
Y
|
Y
|
N
| |
UNIX数据包SOCKET
|
Y
|
Y
|
N
|
N
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