前言：
进程通信：
每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程A把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程B再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信。
进程间通信（IPC）介绍
进程间通信（IPC，InterProcess Communication）是指在不同进程之间传播或交换信息。
IPC的方式通常有管道（包括无名管道和命名管道）、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主机上的两个进程IPC。
一. 管道通信
管道，通常指无名管道，是 UNIX 系统IPC最古老的形式。
1、特点：
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它是半双工的（即数据只能在一个方向上流动），具有固定的读端和写端。
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它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也是父子进程或者兄弟进程之间）。
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它可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件，并不属于其他任何文件系统，并且只存在于内存中。
#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2]); // 返回值：若成功返回0，失败返回-1
2、 类型
1. 匿名管道通信
匿名管道( 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。
通过匿名管道实现进程间通信的步骤如下：
- 父进程创建管道，得到两个⽂件描述符指向管道的两端
- 父进程fork出子进程，⼦进程也有两个⽂件描述符指向同⼀管道。
- 父进程关闭fd[0],子进程关闭fd[1]，即⽗进程关闭管道读端,⼦进程关闭管道写端（因为管道只支持单向通信）。⽗进程可以往管道⾥写,⼦进程可以从管道⾥读,管道是⽤环形队列实现的,数据从写端流⼊从读端流出,这样就实现了进程间通信。
2. 高级管道通信
高级管道(popen)：将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动，则它算是当前程序的子进程，这种方式我们成为高级管道方式。
3. 有名管道通信
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
二. 信息队列
消息队列，是消息的链接表，存放在内核中。一个消息队列由一个标识符（即队列ID）来标识。
消息队列是比较高级的一种进程间通信方式，因为它真的是可以在进程间传送message，传送普通字符串也可以。
一个消息队列可以被多个进程所共享（IPC((Inter-Process Communication,进程间通信))就是在这个基础上进行的）;如果一个进程消息太多，一个消息队列放不下，也可以用多于一个的消息队列（不管管理可能会比较复杂）。共享消息队列的进程所发送的消息除了message本身外还有一个标志，这个标志可以指明该消息将由哪个进程或者哪类进程接受。每一个共享消息队列的进程针对这个队列也有自己的标志，可以用来申明自己的身份。
1、特点
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消息队列是面向记录的，其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。
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消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时，消息队列及其内容并不会被删除。
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消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。
三. 信息量
信号和信号量是不同的，它们虽然都可以用来同步和互斥，但是信号是使用信号处理器来进行的，信号量是使用P,V操作来实现的。
信号量（semaphore），它是一个计数器。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。
1、特点
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信号量用于进程间同步，若要在进程间传递数据需要结合共享内存。
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信号量基于操作系统的 PV 操作，程序对信号量的操作都是原子操作。
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每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1，而且可以加减任意正整数。
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支持信号量组。
四. 共享内存通信
共享内存（Shared Memory），指两个或多个进程共享一个给定的存储区。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。
1、特点
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共享内存是最快的一种 IPC，因为进程是直接对内存进行存取。
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因为多个进程可以同时操作，所以需要进行同步。
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信号量+共享内存通常结合在一起使用，信号量用来同步对共享内存的访问。
五. 套接字( socket )
套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信
通信过程如下：
5.1命名socket
SOCK_STREAM 式本地套接字的通信双方均需要具有本地地址，其中服务器端的本地地址需要明确指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 类型的变量。
5.2 绑定
SOCK_STREAM 式本地套接字的通信双方均需要具有本地地址，其中服务器端的本地地址需要明确指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 类型的变量，将相应字段赋值，再将其绑定在创建的服务器套接字上，绑定要使用 bind 系统调用，其原形如下：
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
其中 socket表示服务器端的套接字描述符，address 表示需要绑定的本地地址，是一个 struct sockaddr_un 类型的变量，address_len 表示该本地地址的字节长度。
5.3 监听
服务器端套接字创建完毕并赋予本地地址值（名称，本例中为Server Socket）后，需要进行监听，等待客户端连接并处理请求，监听使用 listen 系统调用，接受客户端连接使用accept系统调用，它们的原形如下：
int listen(int socket, int backlog);
int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);
其中 socket 表示服务器端的套接字描述符；backlog 表示排队连接队列的长度（若有多个客户端同时连接，则需要进行排队）；address 表示当前连接客户端的本地地址，该参数为输出参数，是客户端传递过来的关于自身的信息；address_len 表示当前连接客户端本地地址的字节长度，这个参数既是输入参数，又是输出参数。
5.4 连接服务器
客户端套接字创建完毕并赋予本地地址值后，需要连接到服务器端进行通信，让服务器端为其提供处理服务。
对于SOCK_STREAM类型的流式套接字，需要客户端与服务器之间进行连接方可使用。连接要使用 connect 系统调用，其原形为
int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
其中socket为客户端的套接字描述符，address表示当前客户端的本地地址，是一个 struct sockaddr_un 类型的变量，address_len 表示本地地址的字节长度。实现连接的代码如下：
connect(client_sockfd, (struct sockaddr*)&client_address, sizeof(client_address));
5.5 相互发送接收数据
无论客户端还是服务器，都要和对方进行数据上的交互，这种交互也正是我们进程通信的主题。一个进程扮演客户端的角色，另外一个进程扮演服务器的角色，两个进程之间相互发送接收数据，这就是基于本地套接字的进程通信。发送和接收数据要使用 write 和 read 系统调用，它们的原形为：
int read(int socket, char *buffer, size_t len);
int write(int socket, char *buffer, size_t len);
其中 socket 为套接字描述符；len 为需要发送或需要接收的数据长度；
对于 read 系统调用，buffer 是用来存放接收数据的缓冲区，即接收来的数据存入其中，是一个输出参数；
对于 write 系统调用，buffer 用来存放需要发送出去的数据，即 buffer 内的数据被发送出去，是一个输入参数；返回值为已经发送或接收的数据长度。
5.6 断开连接
交互完成后，需要将连接断开以节省资源，使用close系统调用，其原形为：
int close(int socket);
五种通讯方式总结：
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1.管道：速度慢，容量有限，只有父子进程能通讯
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2.消息队列：容量受到系统限制，且要注意第一次读的时候，要考虑上一次没有读完数据的问题
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3.信号量：不能传递复杂消息，只能用来同步
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4.共享内存区：能够很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一个进程在写的时候，另一个进程要注意读写的问题，相当于线程中的线程安全，当然，共享内存区同样可以用作线程间通讯，不过没这个必要，线程间本来就已经共享了同一进程内的一块内存
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5.套接字： 可用于不同机器间的进程通信。