进程间通信和线程间通信

1、进程和线程是什么

     简单的描述：进程好比是工厂，线程是工厂里的生产线，一个进程里面可以包含多个线程。

     专业术语：进程是cpu资源分配的最小单位，线程是cpu调度的最小单位。

     每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一

类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销小。

 

2、进程间通信

    进程间通信，基于操作系统的支持。不同操作系统中的进程通信，会有区别。以linux操作系统为例：

（1） 管道（pipe）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有血缘关系的进程间使用。进程的血缘关系通常指父子进程关系。又称为无名管道。

   注：无名管道，只适用于关联进程之间通信，parent 进程 和 child进程

 

（2）有名管道（FIFO）：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通信。

 

（3）信号（signal）：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某一事件已经发生。

（4）IPC -> 消息队列（message queue）：消息队列是由消息组成的链表，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。消息队列容量为1时，有些地方称为消息邮箱。

（5）IPC -> 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。它通常作为一种锁机制，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。

（6）IPC -> 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的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。

（7）套接字（socket）：主要指，TCP/IP这块。套接口也是一种进程间的通信机制，与其他通信机制不同的是它可以用于不同及其间的进程通信。

（8）事件标志组：在一些实时操作系统中常用，当所有标识都满足后，继续执行。

3、线程间的通信机制。

(1)、锁机制

     1.1 互斥锁：提供了以排它方式阻止数据结构被并发修改的方法。

     1.2 读写锁：允许多个线程同时读共享数据，而对写操作互斥。

     1.3 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。

(2)、信号量机制：包括无名线程信号量与有名线程信号量

(3)、信号机制：类似于进程间的信号处理。

线程间通信的主要目的是用于线程同步，所以线程没有象进程通信中用于数据交换的通信机制。