进程间通信(IPC)与伯克利套接字

进程间通信（IPC）

进程间通信（IPC，Inter-Process Communication），指至少两个进程或线程间传送数据或信号的一些技术或方法。

主要的IPC方法

方法	提供方（操作系统或其他环境）
文件	多数操作系统
信号	多数操作系统
Berkeley套接字	多数操作系统
消息队列	多数操作系统
管道	所有的 POSIX 系统, Windows.
命名管道	所有的 POSIX 系统, Windows.
信号量	所有的 POSIX 系统, Windows.
共享内存	所有的 POSIX 系统, Windows.
Message passing （不共享）	用于MPI规范，Java RMI，CORBA，MSMQ，MailSlot以及其他.
Memory-mapped file	所有的 POSIX 系统, Windows.

伯克利套接字

伯克利套接字（英语：Internet Berkeley sockets） ，又称为BSD 套接字(BSD sockets)是一种应用程序接口（API），用于网络套接字（ socket）与Unix域套接字，包括了一个用C语言写成的应用程序开发库，主要用于实现进程间通讯，在计算机网络通讯方面被广泛使用。

Unix域套接字(Unix domain socket) 或者 IPC socket是一种终端，可以使同一台操作系统上的两个或多个进程进行数据通信。与管道相比，Unix domain sockets 既可以使用字节流，又可以使用数据队列，而管道通信则只能使用字节流。Unix domain sockets的接口和Internet socket很像，但它不使用网络底层协议来通信。Unix domain socket 的功能是POSIX操作系统里的一种组件。

Berkeley套接字应用程序接口形成了事实上的网络套接字的标准精髓。 大多数其他的编程语言使用与这套用C语言写成的应用程序接口^[1] 类似的接口。 这套应用程序接口也被用于Unix域套接字（Unix domain sockets），后者可以在单机上为进程间通讯（IPC）的接口。

这种基于流的传输层接口（TLI）为套接字应用程序接口提供了一种选择。 不过，最近提供TLI应用程序接口的的系统同时也提供Berkeley套接字应用程序接口。

在计算机科学中，网络套接字（英语：Network socket），又译网络套接字、网络接口、网络插槽，是计算机网络中进程间数据流的端点。使用以网际协议（Internet Protocol）为通信基础的网络套接字，称为网际套接字（Internet socket）。因为网际协议的流行，现代绝大多数的网络套接字，都是属于网际套接字。
socket是一种操作系统提供的进程间通信机制。
在操作系统中，通常会为应用程序提供一组应用程序接口（API），称为套接字接口（英语：socket API）。应用程序可以通过套接字接口，来使用网络套接字，以进行数据交换。最早的套接字接口来自于4.2 BSD，因此现代常见的套接字接口大多源自Berkeley套接字（Berkeley sockets）标准。在套接字接口中，以IP地址及通信端口组成套接字地址（socket address）。远程的套接字地址，以及本地的套接字地址完成连线后，再加上使用的协议（protocol），这个五元组（five-element tuple），作为套接字对（socket pairs），之后就可以彼此交换数据。例如，在同一台计算机上，TCP协议与UDP协议可以同时使用相同的port而互不干扰。 操作系统根据套接字地址，可以决定应该将数据送达特定的进程或线程。这就像是电话系统中，以电话号码加上分机号码，来决定通话对象一般。

套接字API(Issued socket APIs)

这个列表是一个Berkeley套接字API库提供的函数或者方法的概要：

• socket() 创建一个新的确定类型的套接字，类型用一个整型数值标识（文件描述符），并为它分配系统资源。
• bind() 一般用于服务器端，将一个套接字与一个套接字地址结构相关联，比如，一个指定的本地端口和IP地址。
• listen() 用于服务器端，使一个绑定的TCP套接字进入监听状态，并设定到来的连接的队列的长度上限。
• connect() 用于客户端，为一个套接字分配一个自由的本地端口号。 如果是TCP套接字的话，它会试图获得一个新的TCP连接。
• accept() 用于服务器端。 它接受一个从远端客户端发出的创建一个新的TCP连接的接入请求，创建一个新的套接字，与该连接相应的套接字地址相关联。
• send()和recv(),或者write()和read(),或者recvfrom()和sendto(), 用于往/从远程套接字发送和接受数据。
• close() 用于系统释放分配给一个套接字的资源。 如果是TCP，连接会被中断。
• gethostbyname()和gethostbyaddr() 用于解析主机名和地址。
• select() 用于修整有如下情况的套接字列表： 准备读，准备写或者是有错误。
• poll() 用于检查套接字的状态。 套接字可以被测试，看是否可以写入、读取或是有错误。
• getsockopt() 用于查询指定的套接字一个特定的套接字选项的当前值。
• setsockopt() 用于为指定的套接字设定一个特定的套接字选项。
  以上函数的细节见维基百科。

套接字是位于应用层和传输层之间的结构

The socket APIs are located in the communications model between the application layer and the transport layer. The socket APIs are not a layer in the communication model. Socket APIs allow applications to interact with the transport or networking layers of the typical communications model. The arrows in the following figure show the position of a socket, and the communication layer that the socket provides.

Position of a socket in the communication layer

参考

进程间通信 - 维基百科，自由的百科全书
Berkeley套接字 - 维基百科，自由的百科全书
https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/ssw_ibm_i_71/rzab6/howdosockets.htm
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B6%B2%E8%B7%AF%E6%8F%92%E5%BA%A7