进程间通信IPC (InterProcess Communication)
概念
每个进程各自有不同的用户地址空间，任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程之间要交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区，进程2再从内核缓冲区把数据读走，内核提供的这种机制称为进程间通信（IPC，InterProcess Communication）
进程间通信的7种方式
1. 管道/匿名管道(pipe)
- 单向数据流
- 具有亲缘关系的进程之间
- 管道的缓冲区是有限的
- 无格式字节流
2. 有名管道(FIFO)
- 名字存在于文件系统中
- 内容存放在内存中
3. 信号(Signal)
- 信号是Linux系统中用于进程间互相通信或者操作的一种机制，信号可以在任何时候发给某一进程，而无需知道该进程的状态。
- 如果该进程当前并未处于执行状态，则该信号就有内核保存起来，知道该进程回复执行并传递给它为止。
- 如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号的传递被延迟，直到其阻塞被取消是才被传递给进程。
信号来源
- 硬件来源：用户按键输入Ctrl+C退出、硬件异常如无效的存储访问等。
- 软件终止：终止进程信号、其他进程调用kill函数、软件异常产生信号。
4. 消息(Message)队列
- 消息队列是存放在内核中的消息链表，具有特定的格式，由消息队列标识符表示。 与管道不同的是消息队列存放在内核中，只有在内核重启(即，操作系统重启)或者显示地删除一个消息队列时，该消息队列才会被真正的删除。
- 另外与管道不同的是，消息队列在某个进程往一个队列写入消息之前，并不需要另外某个进程在该队列上等待消息的到达。
- 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取.比FIFO更有优势。
5. 共享内存(share memory)
- 使得多个进程可以可以直接读写同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。
- 为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间。进程就可以直接读写这一块内存而不需要进行数据的拷贝，从而大大提高效率。
- 由于多个进程共享一段内存，因此需要依靠某种同步机制（如信号量）来达到进程间的同步及互斥。
6. 信号量(semaphore)
- 信号量是一个计数器，用于多进程对共享数据的访问
- 信号量的意图在于进程间同步。
7. 套接字(socket)
- 特性由3个属性确定，它们分别是：域、端口号、协议类型。
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域 - 指定套接字通信中使用的网络介质
最常见的套接字域有两种:
- AF_INET，它指的是Internet网络。
- AF_UNIX，表示UNIX文件系统，它就是文件输入/输出，而它的地址就是文件名。
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端口号
每一个基于TCP/IP网络通讯的程序(进程)都被赋予了唯一的端口和端口号，端口是一个信息缓冲区，用于保留Socket中的输入/输出信息，端口号是一个16位无符号整数，范围是0-65535，以区别主机上的每一个程序（端口号就像房屋中的房间号），低于256的端口号保留给标准应用程序，比如pop3的端口号就是110，每一个套接字都组合进了IP地址、端口，这样形成的整体就可以区别每一个套接字。
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协议类型
- 流套接字: 流套接字在域中通过TCP/IP连接实现，同时也是AF_UNIX中常用的套接字类型。流套接字提供的是一个有序、可靠、双向字节流的连接，因此发送的数据可以确保不会丢失、重复或乱序到达，而且它还有一定的出错后重新发送的机制。
- 数据报套接字: 它不需要建立连接和维持一个连接，它们在域中通常是通过UDP/IP协议实现的。它对可以发送的数据的长度有限制，数据报作为一个单独的网络消息被传输,它可能会丢失、复制或错乱到达，UDP不是一个可靠的协议，但是它的速度比较高，因为它并一需要总是要建立和维持一个连接。
- 原始套接字: 原始套接字允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、 ICMP协议，它常用于检验新的协议实现，或者访问现有服务中配置的新设备，因为RAW SOCKET可以自如地控制Windows下的多种协议，能够对网络底层的传输机制进行控制，所以可以应用原始套接字来操纵网络层和传输层应用。比如，我们可以通过RAW SOCKET来接收发向本机的ICMP、IGMP协议包，或者接收TCP/IP栈不能够处理的IP包，也可以用来发送一些自定包头或自定协议的IP包。网络监听技术很大程度上依赖于SOCKET_RAW。
- 原始套接字与标准套接字的区别： 原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，而流套接字只能读取TCP协议的数据，数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此，如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字。