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一、管道
二、消息队列
三、共享内存
四、信号量
五、信号
六、Socket
一、管道
1.linux的管道符号 '|'
(1)ps auxf | grep mysql
解释:将前一个命令的输出作为后一个命令的输入,管道通讯是单向的,我们需要创建两个管道
(2)上面的是匿名管道,自定义名称管道:mkfifo myPipe
(3)prw-r--r--. 1 root root 0 Jul 17 02:45 myPipe
管道的类型是p,linux是一切皆是文件的理念
(4)$ echo "hello" > myPipe // 将数据写进管道,停住了 ...当管道数据被读完后才可以正常退出
$ cat < myPipe // 读取管道里的数据,echo才正式退出
(5)优缺点
优:管道通信简单,容易知道管道数据被另一个进程读取
缺:通讯效率低,不适合进程间频繁地交换数据
2.管道的创建原理
(1)int pipe(int fd[2]):创建一个匿名管道,返回两个描述符(fd[0]读,fd[1]写),匿名管道是特殊文件,存在内存,不存储在文件系统,管道是内核的一段缓存
(2)fork可以创建子进程,子进程复制父进程的文件描述符,每个进程都有fd[0],fd[1],进程可以通过fd读写到管道来实现进程通讯
(3)为了避免父进程和子进程都可以同时写入，也都可以读出,则规定"父写子读",若要双向通讯,则需要创建两个管道
3.linux的管道通讯
(1)都是shell子进程:执行 A | B命令的时候，A 进程和 B 进程都是 shell 创建出来的子进程
(2)少用管道:shell 脚本时，不要多用一个管道，这样可以减少创建子进程的系统开销。
(3)匿名管道 || 命名管道
--匿名管道:它的通信范围是存在父子关系的进程,通过 fork 来复制父进程 fd 文件描述符，来达到通信的目的。
--命名管道:它可以在不相关的进程间也能相互通信
--数据位置,规则:数据都是缓存在内核,通讯数据遵循FIFO先进先出原则
二、消息队列
(1)管道缺点:效率低,不适合进程间频繁地交换数据,[消息队列通讯]来解决
(2)消息队列定义:
--消息队列是保存在内核中的消息链表,里面存储的是消息体(数据块)
--发送接收约定好的固定格式(数据类型),不像管道是无格式的字节流
(3)进程通讯流程:A进程给B发送消息,A把数据放到消息队列就可以返回,B进程需要去消息队列取即可,读取后消息体内核就会删除
(4)消息队列和管道的生命周期
--queue:消息队列生命周期随内核,若没关闭OS或者release队列,那么队列就会一直存在
--pipeline:是随着进程建立了,随着进程的结束而销毁
(5)缺点:消息队列通讯像发邮件(1.不及时 2.有格式要求)
--不适合大数据传输:内核中每个消息体都上限,队列的总长度也有上限
--存在用户态和内核态的数据拷贝开销:进程写入内核(用户态拷贝数据到内核态),进程读取数据相反
三、共享内存
1.传统进程
(1)每个进程都有独立虚拟内存地址--映射->物理地址
(2)即使A，B进程虚拟内存地址一样，访问的不同物理地址数据的CRUD(增删改查)互不影响
2.共享内存很好的解决用户态和内核态数据拷贝的问题
(1)拿出一块虚拟内存空间映射到[相同物理内存]
(2)A进程写的东西，B进程立马可以看到了无需拷贝，提高了进程间通讯效率
四、信号量
共享内存通信缺点:多线程修改共享变量,可能冲突(线程不安全)
解决:共享的资源任意时刻只能被一个进程访问。信号量就实现了这一保护机制。
1.信号量:表示资源的数量
(1)是一个整型计数器,实现进程的互斥和同步,而不是进程通讯缓存的数据
(2)控制信号量的两种原子操作
--P操作(执行):使信号量-1,减去后若信号量<0,则表示资源没了,给占用完了,进程需要阻塞等待,若信号量>=0,表明还有资源可用,进程可正常执行
--V操作(释放资源):使信号量+1,相加后信号量<=0,表明当前有阻塞的进程,并将该进程唤醒;相加后信号量>0,表示当前没有阻塞中的进程
2.实现互斥,同步
互斥:只有一个线程在访问共享资源,信号量==1
同步:顺序执行(先生产者---消费者),信号量==0
五、信号
1.定义
(1)上面说的进程间通信是常规状态下的工作模式。对于异常情况下的工作模式，就需要用「信号」的方式来通知进程。
(2) Linux响应各种事件，提供了几十种信号,kill -l 命令，查看所有的信号
Ctrl+C 产生 SIGINT 信号，表示终止该进程；
Ctrl+Z 产生 SIGTSTP 信号，表示停止该进程，但还未结束；
kill -9 1050 ，表示给 PID 为 1050 的进程发送 SIGKILL 信号，用来立即结束该进程；
2.信号是进程间通信机制中唯一的[异步]通信机制
可以在任何时候发送信号给某一进程，一旦有信号产生，我们就有下面这几种用户进程对信号的处理方式。
(1)默认操作:Linux对每种信号都规定了默认操作,例SIGTERM信号,是终止进程的意思,Core Dump是终止进程后将当前进程运行状态保存到文件里面,方便分析问题
(2)捕捉信号:可以定义一个信号处理函数,信号发生则会执行相应的信号处理函数
(3)忽略信号:我们希望处理某些信号,可以忽略。
SIGKILL和SEGSTOP是无法捕捉的,用于任何时候中断或者结束某一进程
六、Socket
#1.Socket定义
(1)管道、消息队列、共享内存、信号量、信号都是同主机的不同进程通讯，跨网络不同主机的进程通讯就需要Socket通讯了
(2)Socket不仅用于跨网络不同主机的进程通讯,也可以在同主机上进程间通讯
#2.socket的系统调用
int socket(int domain, int type, int protocal)
(1)domain参数:指定协议族
AF_INET 用于 IPV4
AF_INET6 用于 IPV6
AF_LOCAL/AF_UNIX 用于本机
(2)type参数:
SOCK_STREAM 表示的是字节流,对应 TCP
SOCK_DGRAM 表示的是数据报，对应 UDP
SOCK_RAW 表示的是原始套接字
(3)protocal:指定通信协议,基本废弃,一般写0 。因为协议已经通过前面两个参数指定完成
#3.socket的通讯类型
(1)TCP 协议通信的 socket 编程模型
(2)针对 UDP 协议通信的 socket 编程模型
(3)本地进程间通信的 socket 编程模型
--场景:同一台主机上进程间通信的场景
--本地 socket 的编程接口和 IPv4 、IPv6 套接字编程接口是一致的AF_LOCAL ，可以支持「字节流」和「数据报」两种协议SOCK_STREAM/SOCK_DGRAM
--区别:不像 TCP 和 UDP 要绑定 IP 地址和端口，而是绑定一个本地文件
