通信（一）进程间通信和线程间通信

一、进程间通信

　　1、进程间通信概述：进程间通信（IPC，Interprocess communication）是一组编程接口，让程序员能够协调不同的进程，使之能在一个操作系统里同时运行，并相互传递、交换信息。这使得一个程序能够在同一时间里处理许多用户的要求。因为即使只有一个用户发出要求，也可能导致一个操作系统中多个进程的运行，进程之间必须互相通话。IPC接口就提供了这种可能性。每个IPC方法均有它自己的优点和局限性，一般，对于单个程序而言使用所有的IPC方法是不常见的。

　　2、进程间通信的目的：

　　　　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）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。

　　　　3）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）。

　　　　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。

 

　　3、进程间通信的方式：进程间的通信则不同，它的数据空间的独立性决定了它的通信相对比较复杂，需要通过操作系统。通信机制主要有：管道、有名管道、消息队列、信号量、共享空间、信号、套接字（socket）。　　

　　（1）管道：它传递数据是单向性的，只能从一方流向另一方，也就是一种半双工的通信方式；只用于有亲缘关系的进程间的通信，亲缘关系也就是 父子进程或兄弟进程；没有名字并且大小受限，传输的是无格式的流，所以两进程通 信时必须约定好数据通信的格式。管道它就像一个特殊的文件，但这个文件之存在于内存中，在创建管道时，系统为管道分配了一个页面作为数据缓冲区，进程对这个数据缓冲区进行读写，以此来完成通信。其中一个进 程只能读一个只能写，所以叫半双工通信，为什么一个只能读一个只能写呢?因为写进程是在缓冲区的末尾写入，读进程是在缓冲区的头部读取，他们各自 的数据结构不同，所以功能不同。

　　（2）有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

　　　　实例：http://blog.csdn.net/yl2isoft/article/details/20228279

　　　　代码下载：http://files.cnblogs.com/files/qtiger/NamedPipeExample.zip

　　（3）高级管道(popen)：将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动，则它算是当前程序的子进程，这种方式我们成为高级管道方式。

　　（4）消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，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。

　　（5）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。

　　（6）信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

　　（7）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，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

　　（8）套接字( socket ) ： 套接字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。

二、线程间通信

　　1、线程间通信的概况

　　　　由于多线程共享地址空间和数据空间，所以多个线程间的通信是一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用，而不必通过操作系统。所以线程间通信和同步的方式主要有锁机制（包括互斥锁、条件变量、读写锁）、信号机制（Signal）、信号量机制（Semaphore）