进程间通信的方式?线程间通信的方式?

进程间通信的方式

  • 管道( pipe ):
    管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
  • 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。
  • 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。
  • 消息队列( messagequeue ) :
    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。
  • 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。
  • 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,如信号量,配合使用,来实现进程间的同步和通信。
  • 套接字(socket ) :
    套接口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同设备及其间的进程通信。

管道、命名管道、信号量、消息队列、信号及共享内存只适用于本地进程间通信,套接字则可用于远程通信,因而一般用于网络编程。

部分概念解释

匿名管道是在缓存中开辟的输出和输入文件流的空间,只能用于父子关系的进程之间。因为父子进程的输入和输出文件描述符是一致的。
命名管道是一种实际存在的FIFO文件,称作“管道文件”,用于不同进程之间,命名管道进程间打开同一个FIFO文件,进行数据传递。

信号是Linux系统响应某些条件而产生的一个事件,接收到该信号的进程会执行相应的操作。

线程间通信

  • 锁机制
    包括互斥锁、条件变量、读写锁。
    互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。
    读写锁允许多个线程同时读共享数据,而对写操作是互斥的。
    条件变量可以以原子的方式阻塞进程,直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。互斥锁用于上锁,条件变量用于等待。
  • 信号量(Semaphore):信号量分两种,一种是无名信号量,一种是有名信号量。无名信号量一般用于线程间同步或互斥,而有名信号量一般用于进程间同步或互斥。它们的区别和管道及命名管道的区别类似,无名信号量则直接保存在内存中,而有名信号量要求创建一个文件。
  • 信号(Signal):类似进程间的信号处理。

进程与线程之间根本区别在于多进程中每个进程有自己的地址空间,线程则共享地址空间。只有进程间需要通信。同一进程的线程共享地址空间,没有通信的必要,但要做好同步/互斥,保护共享的全局变量。而进程间通信都是由操作系统保证的,是系统调用。

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