Linux进程间通信

一、进程间通信概述
进程通信有如下一些目的：
A、数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程，发送的数据量在一个字节到几M字节之间
B、共享数据：多个进程想要操作共享数据，一个进程对共享数据的修改，别的进程应该立刻看到。
C、通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）。
D、资源共享：多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点，需要内核提供锁和同步机制。
E、进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如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。
Linux 进程间通信（IPC）以下以几部分发展而来：
早期UNIX进程间通信、基于System V进程间通信、基于Socket进程间通信和POSIX进程间通信。
UNIX进程间通信方式包括：管道、FIFO、信号。
System V进程间通信方式包括：System V消息队列、System V信号灯、System V共享内存、
POSIX进程间通信包括：posix消息队列、posix信号灯、posix共享内存。
现在linux使用的进程间通信方式：
（1）管道（pipe）和有名管道（FIFO）
（2）信号（signal）
（3）消息队列
（4）共享内存
（5）信号量

（6）套接字（socket)

　 2.3.1 管道 
　　 管道是进程间通信中最古老的方式，它包括无名管道和有名管道两种，数据只能单向流动，前者用于父进程和子进程间的通信，后者用于运行于同一台机器上的任意两个进程间的通信。 

　 2.3.2 信号
　　  信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，可以看作是异步通知，用于通知接收信号的进程有哪些事情发生了。信号事件的发生有两个来源：硬件来源(比如我们按下了键盘或者其它硬件故障)；软件来源，最常用发送信号的系统函数是kill, raise, alarm和setitimer以及sigqueue函数，软件来源还包括一些非法运算等操作。

kill调用失败返回-1，调用失败通常有三大原因：

1、给定的信号无效（errno = EINVAL)

2、发送权限不够( errno = EPERM ）

3、目标进程不存在( errno = ESRCH )

　 2.3.2 消息队列 
　　 消息队列用于运行于同一台机器上的进程间通信，它和管道很相似，是一个存放在内核中并由消息队列标识符标识，它在系统内核中是以消息链表的形式出现。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。

 2.3.3 共享内存 
　 　 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行 读写。得到共享内存有两种方式：映射/dev/mem设备和内存映像文件。前一种方式不给系统带来额外的开销，但在现实中并不常用，因为它控制存取的将是 实际的物理内存，在Linux系统下，这只有通过限制Linux系统存取的内存才可以做到，这当然不太实际。常用的方式是通过shmXXX函数族来实现利 用共享内存进行存储的。 

 2.3.4 信号量 
　　 信号量又称为信号灯， 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。一般说来，为了获得共享资源，进程需要执行下列操作： 
　　 （1） 测试控制该资源的信号量。 
　　 （2） 若此信号量的值为正，则允许进行使用该资源。进程将信号量减1。 
　　 （3） 若此信号量为0，则该资源目前不可用，进程进入睡眠状态，直至信号量值大于0，进程被唤醒，转入步骤（1）。 
　　 （4） 当进程不再使用一个信号量控制的资源时，信号量值加1。如果此时有进程正在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程。 

   维护信号量状态的是Linux内核操作系统而不是用户进程。

 2.3.5 套接口 
　 　 套接口（socket）编程是实现Linux系统和其他大多数操作系统中进程间通信的主要方式之一。我们熟知的WWW服务、FTP服务、TELNET服务 等都是基于套接口编程来实现的。除了在异地的计算机进程间以外，套接口同样适用于本地同一台计算机内部的进程间通信。