进程之间的通信方式（共享存储，消息传递，管道通信）

进程通信

• 进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指两个进程之间产生数据交互。
• 进程是分配系统资源的单位(包括内存地址空间)，因此各进程拥有的内存地址空间相互独立。
• 为了保证安全，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间，所以需要操作系统给进程之间的通信提供支持。

1.共享存储

• 设置一个共享内存区域，并映射到进程的虚拟地址空间。
• 为避免出错，各个进程对共享空间的访问应该是互斥的。(由通信进程自己负责实现互斥)
• 各个进程可使用操作系统内核提供的同步互斥工具（如P、V操作)。

1.基于数据结构的共享

比如共享空间里只能放一个长度为10的数组。
这种共享方式速度慢、限制多，是一种低级通信方式。

2.基于存储区的共享

操作系统在内存中划出一块共享存储区，数据的形式、存放位置都由通信进程控制，而不是操作系统。
这种共享方式速度很快，是一种高级通信方式。

2.消息传递

进程间的数据交换以格式化的消息(Message）为单位。

传递结构化的消息（消息头/消息体)
进程通过操作系统提供的“发送消息/接收消息”两个原语进行数据交换。

1.直接通信方式

消息直接挂到接收进程的消息队列里。
消息发送进程要指明接收进程的ID

2.间接（信箱）通信方式

• 通过“信箱”间接地通信。因此又称“信箱通信方式”。
• 消息先发到中间体（信箱)。
• 可以多个进程往同一个信箱send消息，也可以多个进程从同一个信箱中receive消息。

3.管道通信

“管道”是一个特殊的共享文件，又名pipe文件。
其实就是在内存中开辟一个大小固定的内存缓冲区（先进先出的循环队列）。

1. 管道只能采用半双工通信，某一时间段内只能实现单向的传输。如果要实现双向同时通信，则需要设置两个管道。
2. 各进程要互斥地访问管道（由操作系统实现)
3. 当管道写满时，写进程将阻塞，直到读进程将管道中的数据取走，即可唤醒写进程。
4. 当管道读空时，读进程将阻塞，直到写进程往管道中写入数据，即可唤醒读进程。
5. 管道中的数据一旦被读出，就彻底消失。因此，当多个进程读同一个管道时，可能会错乱。对此，通常有两种解决方案:①一个管道允许多个写进程，一个读进程②允许有多个写进程，多个读进程，但系统会让各个读进程轮流从管道中读数据（Linux的方案)。

注：

• 写进程往管道写数据，即便管道没被写满，只要管道没空，读进程就可以从管道读数据
• 读进程从管道读数据，即便管道没被读空，只要管道没满，写进程就可以往管道写数据