进程间通信(ipc)
进程通信的应用场景
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兆字节之间。
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。
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）。
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。
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。
进程通信方式
管道(pipe)
- 普通管道：单工，只能单向传输；只能在家族进程间使用，由父进程创建。
- 流管道s_pipe：半双工，可以双向传输；只能在家族进程间使用。
- 命名管道name_pipe：无限制。
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。它常作为一种锁机制，防止某个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。
消息队列(message queue)
- 消息队列是消息的链表，存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制等缺点。
信号(signal)
- 信号用于通知接收进程某个事件已经发生。
共享内存(shared momory)
- 共享内存是映射一段能被其它进程所访问的内存，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，与信号量配合使用，实现进程间的同步与通信。
套接字(socket)
- 唯一可跨机器的ipc方式。
各通信方式的原理及实现
管道
是内核管理的一个缓冲区，连接进程的输入和输出，linux下为4k，环形结构，以便循环利用。当管道中没有信息的话，读取进程会等待，直到有数据放入；当管道放满信息的时候，放入信息的进程会等待，直到另一端进程取出信息。
细节
linux中，管道的实现并没有使用专门的数据结构，而是借助了文件系统的file结构和vfs的索引节点inode。
通过将两个file结构指向同一个临时的vfs索引节点，而这个vfs索引节点又指向一个物理页面而实现的。
读写操作
管道实现的源代码再fs/pipe.c中，在pipe.c中有很多函数，重要的是管道读pipe_read()和管道写pipe_write().
管道写通过将字节复制到vfs索引节点指向的物理内存而写入数据，而管道读则通过复制物理内存中的字节而读出数据。当然，内核必须利用一定的机制同步对管道的访问，为此，内核使用了锁，等待队列和信号。
当写进程向管道中写入时，它利用标准的库函数write(),系统根据库函数传递的文件描述符，可找到该文件的file结构。
file结构中指定了用来进行写操作的函数(即写入函数)地址，于是，内核调用该函数完成写操作。
写入函数在内存中写入数据之前，必须检查vfs索引节点中的信息，同时满足如下条件时，才能进行实际的内存复制工作：
内存中有足够的空间可容纳所有要写入的数据；
内存没有被读程序锁定。