1、進程間的通信方式，其實我們一直在用它，但是我們都不會去注意它。如果碰到面試官 問你知道多少種進程間的通信方式，估計很多人都會有點懵。今天我們就來總結下進程間的 通信方式有哪些。進程間通信的7種方式：1、管道/匿名管道（管道）管道是半雙工的，數據只能向一個方向流動;需要雙方通信時，需要建立起兩個管道。只能用于父子進程或者兄弟進程之間（具有親緣關系的進程）；單獨構成一種獨立的文件系統：管道對于管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不 是普通的文件，它不屬于某種文件系統，而是自立門戶，單獨構成一種文件系統，并且只存 在與內存中。數據的讀出和寫入：一個進程向管道中寫的內容被管道另一端的進程讀出寫入的內

2、容每 次都添加在管道緩沖區的末尾，并且每次都是從緩沖區的頭部讀出數據。（1）管道的實質：管道的實質是一個內核緩沖區，進程以先進先出的方式從緩沖區存取數據，管道一端的 進程順序的將數據寫入緩沖區，另一端的進程則順序的讀出數據。該緩沖區可以看做是一個循環隊列，讀和寫的位置都是自動增長的，不能隨意改變，一 個數據只能被讀一次，讀出來以后在緩沖區就不復存在了。當緩沖區讀空或者寫滿時，有一定的規則控制相應的讀進程或者寫進程進入等待隊列， 當空的緩沖區有新數據寫入或者滿的緩沖區有數據讀出來時，就喚醒等待隊列中的進程繼續 讀寫。（2）管道的局限:管道的主要局限性正體現在它的特點上：只支持單向數據流；只能用于

3、具有親緣關系的進程之間；沒有名字；管道的緩沖區是有限的（管道制存在于內存中，在管道創建時，為緩沖區分配一個頁 面大小）；管道所傳送的是無格式字節流，這就要求管道的讀出方和寫入方必須事先約定好數據 的格式，比如多少字節算作一個消息（或命令，或記錄）等等；2、有名管道（FIFO）匿名管道，由于沒有名字，只能用于親緣關系的進程間通信。為了克服這個缺點，提出 了有名管道（FIFO）。有名管道不同于匿名管道之處在于它提供了一個路徑名與之關聯，以有名管道的文件形 式存在于文件系統中，這樣，即使與有名管道的創建進程不存在親緣關系的進程，只要可以 訪問該路徑，就能夠彼此通過有名管道相互通信，因此，通過有名管道

4、不相關的進程也能交 換數據。值的注意的是，有名管道嚴格遵循先進先出（first in first out）,對匿名管道及有名 管道的讀總是從開始處返回數據，對它們的寫則把數據添加到末尾。它們不支持諸如Iseek 的O等文件定位操作。有名管道的名字存在于文件系統中，內容存放在內存中。匿名管道和有名管道總結：（1）管道是特殊類型的文件，在滿足先入先出的原則條件下可以進行讀寫，但不能進行 定位讀寫。（2）匿名管道是單向的，只能在有親緣關系的進程間通信;有名管道以磁盤文件的方式 存在，可以實現本機任意兩個進程通信。（3）無名管道阻塞問題：無名管道無需顯示打開，創建時直接返回文件描述符，在讀寫 時需要確

5、定對方的存在，否則將退出如果當前進程向無名管道的一端寫數據，必須確定另一 端有某一進程。如果寫入無名管道的數據超過其最大值，寫操作將阻塞，如果管道中沒有數據，讀操作 將阻塞，如果管道發現另一端斷開，將自動退出。（4）有名管道阻塞問題：。有名管道在打開時需要確實對方的存在，否則將阻塞即以讀 方式打開某管道，在此之前必須一個進程以寫方式打開管道，否則阻塞此外，可以以讀寫 （O_RDWR）模式打開有名管道，即當前進程讀，當前進程寫，不會阻塞。3、信號（信號）信號是Linux的系統中用于進程間互相通信或者操作的一種機制，信號可以在任何時候 發給某一進程，而無需知道該進程的狀態。如果該進程當前并未處于執

6、行狀態，則該信號就有內核保存起來，知道該進程回復執行 并傳遞給它為止。如果一個信號被進程設置為阻塞，則該信號的傳遞被延遲，直到其阻塞被取消是才被傳 遞給進程。Linux系統中常用信號：（1）SIGHUP：用戶從終端注銷，所有已啟動進程都將收到該進程。系統缺省狀態下對該 信號的處理是終止進程。（2） SIGINT：程序終止信號。程序運行過程中，按CtrlY鍵將產生該信號。（3） SIGQUIT：程序退出信號。程序運行過程中，按Ctrl+鍵將產生該信號。（4） SIGBUS和SIGSEGV：進程訪問非法地址。（5） SIGFPE：運算中出現致命錯誤，如除零操作、數據溢出等。（6） SIGKILL：

7、用戶終止進程執行信號。shell下執行kill -9發送該信號。（7） SIGTERM：結束進程信號。shell下執行kill進程pid發送該信號。（8） SIGALRM：定時器信號。（9） SIGCLD：子進程退出信號。如果其父進程沒有忽略該信號也沒有處理該信號，則子 進程退出后將形成僵尸進程。信號來源：信號是軟件層次上對中斷機制的一種模擬，是一種異步通信方式,，信號可以 在用戶空間進程和內核之間直接交互，內核可以利用信號來通知用戶空間的進程發生了哪些 系統事件，信號事件主要有兩個來源：硬件來源：用戶按鍵輸入Ctrl + C鍵退出，硬件異常如無效的存儲訪問等。軟件終止：終止進程信號，其他進程

8、調用殺函數，軟件異常產生信號。信號生命周期和處理流程：（1）信號被某個進程產生，并設置此信號傳遞的對象（一般為對應進程的PID）,然后 傳遞給操作系統；（2）操作系統根據接收進程的設置（是否阻塞）而選擇性的發送給接收者，如果接收者 阻塞該信號（且該信號是可以阻塞的），操作系統將暫時保留該信號，而不傳遞，直到該進程 解除了對此信號的阻塞（如果對應進程已經退出，則丟棄此信號），如果對應進程沒有阻塞, 操作系統將傳遞此信號。（3）目的進程接收到此信號后，將根據當前進程對此信號設置的預處理方式，暫時終止 當前代碼的執行，保護上下文（主要包括臨時寄存器數據，當前程序位置以及當前CPU的狀 態），轉而執行

9、中斷服務程序，執行完成后在回復到中斷的位置。當然，對于搶占式內核，在 中斷返回時還將引發新的調度。4、消息（消息）隊列消息隊列是存放在內核中的消息鏈表，每個消息隊列由消息隊列標識符表示。與管道（無名管道：只存在于內存中的文件;命名管道：存在于實際的磁盤介質或者文件 系統）不同的是消息隊列存放在內核中，只有在內核重啟（即，操作系統重啟）或者顯示地 刪除一個消息隊列時，該消息隊列才會被真正的刪除。另外與管道不同的是，消息隊列在某個進程往一個隊列寫入消息之前，并不需要另外某 個進程在該隊列上等待消息的到達延伸閱讀：消息隊列？語言的實踐消息隊列特點總結：（1）消息隊列是消息的鏈表，具有特定的格式，存放

10、在內存中并由消息隊列標識符標識。（2）消息隊列允許一個或多個進程向它寫入與讀取消息。（3）管道和消息隊列的通信數據都是先進先出的原則。（4）消息隊列可以實現消息的隨機查詢，消息不一定要以先進先出的次序讀取，也可以 按消息的類型讀取。比FIFO更有優勢。（5）消息隊列克服了信號承載信息量少，管道只能承載無格式字節流以及緩沖區大小受 限等缺;（6）目前主要有兩種類型的消息隊列：POSIX消息隊列以及System V消息隊列，系統V 消息隊列目前被大量使用。系統V消息隊列是隨內核持續的，只有在內核重起或者人工刪除 時，該消息隊列才會被刪除。5、共享內存（共享內存）使得多個進程可以可以直接讀寫同一塊內

11、存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他 通信機制運行效率較低而設計的。為了在多個進程間交換信息，內核專門留出了一塊內存區，可以由需要訪問的進程將其 映射到自己的私有地址空間。進程就可以直接讀寫這一塊內存而不需要進行數據的拷貝，從 而大大提高效率。由于多個進程共享一段內存，因此需要依靠某種同步機制（如信號量）來達到進程間的 同步及互斥。延伸閱讀：Linux支持的主要三種共享內存方式：remap （）系統調用，Posix共享內存,以及System V共享內存實踐6、信號量（信號量）信號量是一個計數器，用于多進程對共享數據的訪問，信號量的意圖在于進程間同步。為了獲得共享資源，進程需要執行下列操作

12、：（1）創建一個信號量：這要求調用者指定初始值，對于二值信號量來說，它通常是b 也可是0。（2）等待一個信號量：該操作會測試這個信號量的值，如果小于0,就阻塞也稱為P操 作。（3）掛出一個信號量：該操作將信號量的值加1,也稱為V操作。為了正確地實現信號量，信號量值的測試及減1操作應當是原子操作為此，信號量通常 是在內核中實現的.Linux環境中，有三種類型：Posix的（可移植性操作系統接口）有用信 號量（使用PosixIPC名字標識），Posix基于內存的信號量（存放在共享內存區中），系統V 信號量（在內核中維護）。這三種信號量都可用于進程間或線程間的同步。信號量與普通整型變量的區別：（1）

13、信號量是非負整型變量，除了初始化之外，它只能通過兩個標準原子操作：wait （semap） signal （semap）; 來進行訪問;（2）操作也被成為PV原語（P來源于荷蘭語proberen “測試”,V來源于荷蘭語verhogen “增加”，P表示通過的意思，V表示釋放的意思），而普通整型變量則可以在任何語句塊中被 訪問；信號量與互斥量之間的區別：（1）互斥量用于線程的互斥，信號量用于線程的同步。這是互斥量和信號量的根本區別， 也就是互斥和同步之間的區別。互斥：是指某一資源同時只允許一個訪問者對其進行訪問，具有唯一性和排它性但互斥 無法限制訪問者對資源的訪問順序，即訪問是無序的。同步:是

14、指在互斥的基礎上（大多數情況），通過其它機制實現訪問者對資源的有序訪問。在大多數情況下，同步已經實現了互斥，特別是所有寫入資源的情況必定是互斥的。少 數情況是指可以允許多個訪問者同時訪問資源（2）互斥量值只能為0/1,信號量值可以為非負整數。也就是說，一個互斥量只能用于一個資源的互斥訪問，它不能實現多個資源的多線程互 斥問題。信號量可以實現多個同類資源的多線程互斥和同步。當信號量為單值信號量是，也 可以完成一個資源的互斥訪問。（3）互斥量的加鎖和解鎖必須由同一線程分別對應使用，信號量可以由一個線程釋放, 另一個線程得到。7、套接字（插座）套接字是一種通信機制，憑借這種機制，客戶/服務器（即要進

15、行通信的進程）系統的開 發工作既可以在本地單機上進行，也可以跨網絡進行。也就是說它可以讓不在同一臺計算機 但通過網絡連接計算機上的進程進行通信。套接字是應用層和傳輸層之間的橋梁。套接字是支持TCP /IP的網絡通信的基本操作單元，可以看做是不同主機之間的進程進 行雙向通信的端點，簡單的說就是通信的兩方的一種約定，用套接字中的相關函數來完成通 信過程。套接字特性：套接字的特性由3個屬性確定，它們分別是：域，端口號，協議類型。（1）套接字的域它指定套接字通信中使用的網絡介質，最常見的套接字域有兩種：一是AFNET,它指的是互聯網網絡。當客戶使用套接字進行跨網絡的連接時，它就需 要用到服務器計算機的

16、IP地址和端口來指定一臺聯網機器上的某個特定服務,所以在使用插 座作為通信的終點，服務器應用程序必須在開始通信之前綁定一個端口，服務器在指定的端 口等待客戶的連接。另一個域AF_UNIX,表示UNIX文件系統，它就是文件輸入/輸出，而它的地址就是文件 名。（2）套接字的端口號每一個基于TCP/IP網絡通訊的程序（進程）都被賦予了唯一的端口和端口號，端口是 一個信息緩沖區，用于保留插槽中的輸入/輸出信息，端口號是一個16位無符號整數，范圍 是0-65535,以區別主機上的每一個程序（端口號就像房屋中的房間號），低于256的端口號 保留給標準應用程序，比如POP3的端口號就是110,每一個套接字都

17、組合進了 IP地址，端 口，這樣形成的整體就可以區別每一個套接字。（3）套接字協議類型因特網提供三種通信機制：一是流套接字，流套接字在域中通過TCP/IP連接實現，同時也是AF_UNIX中常用的套 接字類型。流套接字提供的是一個有序，可靠，雙向字節流的連接，因此發送的數據可以確 保不會丟失，重復或亂序到達，而且它還有一定的出錯后重新發送的機制。二個是數據報套接字，它不需要建立連接和維持一個連接，它們在域中通常是通過UDP/ IP協議實現的。它對可以發送的數據的長度有限制，數據報作為一個單獨的網絡消息被傳輸, 它可能會丟失，復制或錯亂到達，UDP不是一個可靠的協議，但是它的速度比較高，因為它 并

18、一需要總是要建立和維持一個連接。三是原始套接字，原始套接字，允許對較低層次的協議直接訪問，比如IP，ICMP協議, 它常用于檢驗新的協議實現，或者訪問現有服務中配置的新設備，因為RAW SOCKET可以自如 地控制Windows下的多種協議，能夠對網絡底層的傳輸機制進行控制，所以可以應用原始套 接字來操縱網絡層和傳輸層應用。比如，我們可以通過RAW SOCKET來接收發向本機的ICMP, IGMP協議包，或者接收的TCP /IP棧不能夠處理的IP包，也可以用來發送一些自定包頭或自定協議的IP包。網絡監聽技 術很大程度上依賴于SOCKET_RAW.原始套接字與標準套接字的區別在于：原始套接字可以讀寫內核沒有處理的IP數據包, 而流套接字只能讀取TCP協議的數據，數據報套接字只能讀取UDP協議的數據。因此，如果 要訪問其他協議發送數據必須使用原始套接字。套接字通信的建立：服務器端：（1）首先服務器應用程序用系統調用套接字來創建一個套接字，它是系統分配給該服務 器進程的類似文件描述符的資源，它不能與其他的進程共享。（2）然后，服務器進程會給套接字起個名字，我們使用系統調用結合來給套接字命名。 然后服務器進程就開始等待客戶連接