进程间通信

进程间通信目的

1. 数据传输，
2. 共享数据，一个进程对数据的修改，另外的进程能立刻看到；
3. 通知事件，一个进程向另一个（一组）进程发送消息，通知它们发生了什么事件（子进程终止时通知父进程，Qt的消息机制）；
4. 资源共享，多个进程共享临界资源，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（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。

进程间通信方式

1.信号

用于通知接收进程某件事情发生；信号由内核管理，在linux下每个进程都有自己独立的虚拟内存空间，互不干扰。

当A进程要通知B进程某事件发生时，A进程将通知信号交给内核，由内核负责通知B进程，即内核充当进程A、B的邮递员。

进程不仅可以发送信号给另一进程（kill），还可以发送信号给自身（raise）

缺点：承载信号少，一般来说只是一个整型数字。

2. 管道

管道是一种半双工通信方式，数据只能单向流动，
匿名管道用于父到子(孙。。)单向进程间通信；
有名管道(FIFO)还可用于无亲缘关系的进程间通信；

缺点：1)只能操作无格式字节流；2)缓冲区大小有限；
3)FIFO长期存在系统中，使用不当容易出错。

3. IPC

3.1 信号量

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，常作为一种锁机制，通过PV原语来同步信号量S；
P原语（wait）申请一个单位资源，若S>0,则将S--，进程继续执行；否则进程循环等待资源；
V原语（signal）释放一个单位资源，S++；
主要用于进程间同步手段，还可以是进程下的线程间同步；

系统调用 semget()

3.2 消息队列

多个进程共同维护一个队列，有写权限的进程向队列中添加信息，有读权限的进程读走信息。
主要用于进程间交换短信息，由内核管理，不需要考虑同步问题（系统函数调用实现信息发送和接受间的同步；
在实际操作中需要在内核态和用户态间进行4次数据拷贝；

优点：克服承载信息少，只能操作无格式字节流等问题，且不需要考虑同步问题；
缺陷： 信息的复制消耗CPU时间，所以不适合信息量大和操作频繁的场合。
系统调用msgget()

3.3 共享内存

多个进程共享内存，直接读取内存，不需要任何数据拷贝。
通过mmap()系统调用使得进程间通过映射同一文件（linux下一切皆可看成文件）到各自的虚拟内存空间，从而共享文件，是最快的通信方式，在内存缓冲区直接交换信息，

优点： 克服消息缓冲通信效率低问题；无需复制、信息量大。
缺陷： 1)直接将共享内存映射到进程的虚拟地址空间中，需要进程自己管理同步问题（常与信号量结合使用，来处理进程间同步问题）；
2)内存实体存放在计算机系统，因此只能是一台机器内的进程共享，不方便网络通信。
系统调用shmget()

4. socket通信

用于不同机器间的进程通信。

总结

1. 信号：承载信息少；

2. 管道：操作简单；但速度慢，容量有限，只有父子进程能通讯，单向通信；
3. FIFO：任何进程间都能通讯；但速度慢，且长期存在系统中，使用不当容易出错；
4. 信号量：不能传递复杂消息，只能用来同步；
5. 消息队列：信息复制需要额外消耗CPU时间，不适用与消息量大或操作频繁的场合；
6. 共享内存区：无需复制，快捷，信息量大，速度快，但要保持同步；

上述的进程通信方式没有绝对的优与劣之分，在具体使用过程中，根据当前场景的不同，选择合适的进程通信方式，如：当用户进程传递的消息很少，或是通过信号来触发某些行为，那么使用信号通信方式就是个不错的选择。