进程间通信是在不同的进程间进行信息交换的机制。一个复杂的应用系统，往往需要多个进程协同完成。Linux进程间通信机制主要包括：管道、信号、消息队列、共享内存、信号量、套接口……
管道：管道可以划分为普通管道和命名管道，普通管道用于亲缘间通信，命名管道在普通管道的基础上，通过给管道命名的方式，使管道变成文件系统中的管道文件，从而允许无亲缘关系进程间通过访问管道文件进行通信。
信号：用于通知进程发生某事，只要知道进程号就可以发送信号。
消息队列：消息的链表，进程可以向消息队列发送某种类型的消息，也可以从消息队列中读取指定类型的消息，消息内容可以根据需要自定义，从而客服信号承载量过小的问题
共享内存：在系统中的分配一块缓冲区，多个进程都可以访问该缓冲区。避免了内核空间与用户空间的切换，因此读写效率高。
信号量：也称信号灯，用于进程间的同步
套接字：可用于跨越主机边界的通信，是事实上的网络编程接口
消息队列、信号量、共享内存并称为进程间通信，简称IPC，IPC又可分为System V进程间通信和POSIX进程间通信
管道
概念及特点
管道是一个连接两个进程的连接器，管道是单向的，一端只能用于输入，一端只能用于输出，管道遵循“先入先出”，管道大小有限制，Linux系统下大小为4096字节。管道满时，写管道将阻塞，空时，读管道将阻塞。从本质上来看，Linux管道也是一种文件。
普通管道位于内存中，父进程创建一个管道，并将该管道传递给子进程。这样通过管道父进程与子进程便可以通信。
命名管道位于文件系统，只要可以访问文件系统的进程都可以通过管道的名字进行访问。所以命名管道可以实现无亲缘关系的两个进程间的通信处理。
管道编程
1.创建管道：创建管道的函数是pipe，该函数以一个两个成员的整形数据为参数。调用成功后第一个成员是用于读的文件描述符，第二个用于写。
#include<unistd.h>
int pipe(int _pipedes[2]);_pipedes:整形数组。该数组将保存系统返回的管道描述符，_pipedes[0]用于读操作，_pipedes[1]用于写操作。
该函数可能的错误原因：
EFAULT:参数_pipedes无效
EMFILE:超过进程可打开的最大文件数量
ENFILE:已到达系统对打开文件数量的总限制
2.读写管道：管道创建成功后，分别返回读写管道描述符，可以用文件操作的相关函数对描述符进行读写，进行读写时需要注意几点：
- 如果写描述符关闭，读函数返回的读出字节数为0
- 如果读描述符关闭，写入操作将是无意义的，会返回SIGPIPE的错误。
- 向管道中写入时，如果管道已满，则写操作将阻塞直至管道有可用空间。
3.关闭管道：管道使用完后应该调用close关闭。由于一个管道有两个描述符，要分别关闭，另外，在多进程中，要注意管道描述符的引用次数，引用计数为0时，才能真正关闭。
4.管道I/O：在应用管道进行编程时，往往需要首先创建一个管道，再并发一个进程，父子进程通过管道进行数据交换，为了方便编程，标准I/O库提供了两个专用的I/O的函数：popen和pclose
#include<stdio.h>
FILE*popen(_const char*_command,_const char*_modes);
int pclose(FILE*_stream);_command:要执行的命令串。
_modes：方式，r：返回的文件指针用于读，w：用于写。
popen实现的功能是：首先创建一个管道，然后fork一个进程，在子进程中通过exec系列函数加载要执行的程序，调用成功后，返回一个FILE*数据结构的指针。
命名管道编程
1.创建管道：在shell命令下有两种方式创建一个命名管道，分别是mknod和mkfifo。创建成功后可以通过ls命令看到新创建的管道文件。mknod 管道名称 pp是用于指明创建的节点类型是管道。mkfifo -m 权限 管道名称。LInux提供的创建管道的函数是mkfifo，这里mkfifo是一个函数，与上面的命令不同
#include<sys/stat.h>
int mkfifo(_const char*_path,_mode_t _mode);_path：管道名称路径，类似于文件路径，可以用绝对路径，也可以用相对路径
_mode：新建管道的访问权限。
2.打开管道以及读写：管道创建成功后，要想使用管道，还需打开管道，打开管道的函数是open跟文件操作的打开函数是一样的，有两种打开方式：一种是阻塞；一种是非阻塞。缺省下是阻塞，在open时指定O_NONBLOCK，则将以非阻塞方式打开。
非阻塞方式下，对文件的只读打开将立即返回。而如果事先没有进程以只读方式打开管道，对管道的写方式将返回失败，error信息为ENXIO。
阻塞方式下，当打开一个管道用于读时，如果没有打开管道用于写的进程则打开操作会阻塞，知道一个进程用写的方式打开管道为止。同样当打开一个写的进程时，如果没有一个打开管道用于读的进程，则打开操作将阻塞，直到一个读的方式打开管道为止。
消息队列
LInux操作系统IPC机制支持不同的标准，包括system V和POSIX标准。目前大量应用都使用System V标准实现。
System V进程间通信概述
System V进程间通信主要包括消息队列、共享内存、信号量，简称IPC。使用这些IPC的基本过程包括创建、读写、删除、在使用IPC对象前需要指定一个关键字，并根据关键字创建一个IPC对象，在应用程序的进程内，根据创建IPC对象返回的标识符对该对象进行访问。
1.shell环境控制IPC：IPC对象一经创建，系统内核即为该对象分配相关数据结构。为方便对IPC对象的管理，Linux提供了专门的IPC控制命令，主要包括查看IPC对象信息的ipcs和删除IPC对象的ipcrm。ipcs [-asmq],-a:查看全部IPC对象信息，-q：查看消息队列信息，-m：查看共享内存信息，-s：查看信号量信息。ipcrm -[smq]或者ipcrm -[SMQ] Key-q/Q:删除消息队列，-m/M:删除共享内存，-s/S：删除信号量。如果指定smq，则用IPC的标识符作为输入，如果指定SMQ，则用IPC的键值作为输入。键值：在系统中是全局唯一的，表明该对象的键值。不同的IPC机制，其键值是可以重复的。标识符：对于同一键值的IPC对象，每重建一次，标识符都+1，到达系统规定的最大值后归零重新开始+1。
2.进程间通信关键字：为区别不同进程间通信的对象，Linux的每个IPC对象都有一个名字，称为键（key）。这个关键字是全局唯一，通过键，不同进程同样可以访问同意个IPC对象。进程间通信关键字是一个32位的长整数型数据，在使用过程中为了防止混淆和冲突，Linux提供了如下机制以产生唯一的关键字：1.创建IPC对象时，指定关键字为IPC_PRIVATE。以该参数创建IPC对象，系统会自动分配一个可用的关键字。通过该参数创建的IPC对象的关键字是0，所以无法在其他进程中通过关键字对该对象进行访问，只能通过返回的标识符进行访问。2.调用ftok时，产生一个唯一的关键字值，通过IPC进行通信的进程，只需要按照相同的参数调用ftok即可产生唯一的参数。通过该参数可有效的解决关键字的产生以及唯一性。
3.进程间通信标识符：Linux中对IP C对象的访问是通过标识符进行的。
消息队列基本概念
Linux的IPC机制为描述消息专门提供了一个结构
#include<sys/msg.h>
struct msgbuf{
long int mtype;//消息类型
char mtext[1];//消息内容
};消息队列具有队列先进先出的基本特征，也具有其独特的性质：消息队列中的消息是有类型的，发送消息时，可指定其类型，收消息时，可按照消息类型获取数据。实际应用中，可以多个应用共用一个队列，按消息类型区分不同的队列。
消息队列编程
1.键值生成函数ftok：根据文件名和一个整形的变量（项目ID）生成一个唯一的键值，并且保证每次以相同的参数调用ftok返回的键值相同。
#include<sys/ipc.h>
key_t ftok(_const char*_pathname,int _proj_id);2.创建消息队列：Linux下，实现创建消息队列功能的函数是msgget。该函数会返回一个已存在的消息队列的标识符。
#include<sys/msg.h>
int msgget(key_t _key,int _msgflg);_key：键值有三种方式：1.直接指定一个键值；2.用ftok产生一个键值；3.用IPC_PRIVATE作为参数输入，将产生一个键值为零的新队列，进程只能用返回的标识符进行消息的传送与接收。
_msgflg：输入参数，标志和权限信息。
调用成功后，会返回一个msgqid_ds的数据结构用于管理消息队列。这个数据结构可以在程序中调用msgctl来获取内容。
3.消息发送：向队列中发送消息使用msgsnd函数。
#include<sys/msg.h>
int msgsnd(int _msgid,_const void*_msgp,size_t_msgsz,int _msgflg);_msgid:输入参数，消息队列的标识符，由msgget函数返回标识符
_msgp：消息结构指针。
_msgsz：消息长度。
_msgflg：发送消息可选标志。选择了IPC_NOWAIT便是非阻塞的。
4.消息接收：
#include<sys/msg.h>
int msgrcv(int_msgid,void *_msgp,size_t_msgsz,long int_msgtyp,int _msgflg);5.控制消息队列：IPC机制提供了函数对消息队列的控制结构即msqid_ds进行控制
#include<sys/msg.h>
int msgctl(int _msgid,int_cmd,struct msqid_ds*_buf);参考《Linux编程从入门到精通》