进程间通信的⽅式及应⽤场景
开头
  每个进程的⽤户地址空间都是独⽴的，进程与进程之间，内部空间是隔离的，进程 A 不可能直接使⽤进程 B 的变量名的形式得到进程B 中变量的值。但内核空间是每个进程都共享的，所以进程之间要通信必须通过内核。实现进程与进程之间的通信，常⽤的⽅式主要有：管道、消息队列、共享内存、信号量、信号、socket等等。
⼀、管道
  在 Linux 命令中，常见的“|”符号就是⼀种管道。⽐如：
ps auxf | grep mysql
  上⾯的命令中，“|”的功能是将前⼀个命令（ps auxf）的输出，作为后⼀个命令（grep mysql）的输⼊。这种管道没有名字，匿名管道，⽤完就销毁。命名管道也被叫做 FIFO，因为数据的传输⽅式是先进先出（first in first out）。
  管道传输数据是单向的，如果想相互通信，需要创建两个管道才⾏。
管道创建、写⼊、读取
创建
mkfifo myPipe
  myPipe 是新创建的管道的名称，基于 Linux ⼀切皆⽂件的理念，管道也是以⽂件的⽅式存在，可以⽤ ls 看到⽂件类型是 p，也就是pipe（管道）的意思：
$ ls -l
prw-r--r--. 1 root    root        0 Jul 1702:45 myPipe
echo "hello" > myPipe  # 将数据写进管道。程序会阻塞，只有当管道⾥的数据被读完后，程序才会正常继续。
管道写⼊数据
cat < myPipe  # 读取管道⾥的数据
# hello
管道读取数据
管道的优缺点
  缺点：管道的通信⽅式效率低，不适合进程间频繁地交换数据。
  优点：简单。
⼆、消息队列
  前⾯说到管道的通信⽅式效率很低，因此管道不适合进程间频繁地交换数据。
  对于这个问题，消息队列可以解决。⽐如，A 进程要给 B 进程发送消息，A 进程将数据存⼊消息队列，B 进程只需要读取数据即可。反之亦如此。
  消息队列的本质是保存在内核中的⼀种消息链表，在发送数据时，会分成独⽴的数据单元，也就是消息体（数据块）。消息体是⽤户⾃定义的数据类型，消息的发送⽅和接收⽅必须约定好消息体的数据类型，所以每个消息体都是固定⼤⼩的存储块，不像管道是⽆格式的字节流数据。如果进程从消息队列中读取了消息体，内核就会把这个消息体删除。
  消息队列⽣命周期随内核，如果没有释放消息队列或者没有关闭操作系统，消息队列会⼀直存在，⽽前⾯提到的匿名管道的⽣命周期，是随进程的创建⽽建⽴，随进程的结束⽽销毁。
  消息这种模型，两个进程之间的通信就像平时发邮件⼀样，你来⼀封，我回⼀封，可以频繁沟通。但邮件的通信⽅式存在不⾜的地⽅有两点：⼀是通信不及时，⼆是附件也有⼤⼩限制，这同样也是消息队列通信不⾜的点。
消息队列的优缺点
  缺点：
1. 通信不及时
2. 不适合⽐较⼤数据的传输，因为在内核中每个消息体都有⼀个最⼤长度的限制，同时所有队列所包含的全部消息体的总长度也是有上
限。在 Linux 内核中，会有两个宏定义 MSGMAX 和 MSGMNB，它们以字节为单位，分别定义了⼀条消息的最⼤长度和⼀个队列的最⼤长度。
3. 消息队列通信过程中，存在⽤户态与内核态之间的数据拷贝开销，因为进程写⼊数据到内核中的消息队列时，会发⽣从⽤户态拷贝数
据到内核态的过程，同理另⼀进程读取内核中的消息数据时，会发⽣从内核态拷贝数据到⽤户态的过程。
  优点：
1. 可以频繁地交换数据
2. 可以⾃定义数据类型
三、共享内存
  消息队列的读取和写⼊的过程，都会有发⽣⽤户态与内核态之间的消息拷贝过程。⽽共享内存就很好的解决了这⼀问题。
进程间通信效率最高的方式是  现代操作系统，对于内存管理，采⽤的是虚拟内存技术，也就是每个进程都有⾃⼰独⽴的虚拟内存空间，不同进程的虚拟内存映射到不同的物理内存中。所以，即使进程 A 和进程 B 的虚拟地址是⼀样的，其实访问的是不同的物理内存地址，对于数据的增删查改互不影响。
  共享内存的机制，就是拿出⼀块虚拟地址空间来，映射到相同的物理内存中。这样这个进程写⼊的东西，另外⼀个进程马上就能看到，⼤⼤提⾼了进程间通信的速度。
四、信号量
  ⽤了共享内存通信⽅式，带来新的问题：如果多个进程同时修改同⼀个共享内存，很有可能发⽣冲突。例如两个进程都同时写⼀个地址，先写的进程会的内容会被覆盖。
  为了防⽌多进程竞争共享资源⽽造成的数据错乱，需要⼀种保护机制，使得共享的资源在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。
  信号量本质是⼀个整型的计数器，主要⽤于实现进程间的互斥与同步，⽽不是⽤于缓存进程间通信的数据。
信号量表⽰资源的数量，控制信号量的⽅式有两种原⼦操作：
P 操作：将信号量减去 -1，相减后如果信号量 < 0，则表明资源已被占⽤，进程需阻塞等待；相减后如果信号量 >= 0，则表明还有资源可使⽤，进程可正常继续执⾏。
V 操作：将信号量加上 1，相加后如果信号量 <= 0，则表明当前有阻塞中的进程，于是将该进程唤醒运⾏；相加后如果信号量 > 0，则表明当前没有阻塞中的进程；
P 操作是⽤在进⼊共享资源之前，V 操作是⽤在离开共享资源之后，这两个操作是必须成对出现的。
具体过程：
进程 A 在访问共享内存前，先执⾏ P 操作，由于信号量的初始值为 1，故在进程 A 执⾏ P 操作后信号量变为 0，表⽰共享资源可⽤，于是进程 A 就可以访问共享内存。
若此时，进程 B 也想访问共享内存，执⾏了 P 操作，结果信号量变为 -1，意味着临界资源已被占⽤，因此进程 B 被阻塞。
进程 A 访问完共享内存，执⾏ V 操作，使得信号量恢复为 0，接着就会唤醒阻塞中的线程 B，使得进程 B 可以访问共享内存，最后完成共享内存的访问后，执⾏ V 操作，使信号量恢复到初始值 1。
  信号初始化为1，代表着是互斥信号量，它可以保证共享内存在任何时刻只有⼀个进程在访问，这就很好的保护了共享内存。
  另外，在多进程⾥，每个进程并不⼀定是顺序执⾏的，它们基本是以各⾃独⽴的、不可预知的速度向前推进，但有时候我们⼜希望多个进程能密切合作，以实现⼀个共同的任务。
  例如，进程 A 是负责⽣产数据，⽽进程 B 是负责读取数据，这两个进程相互合作、相互依赖，进程 A 必须先⽣产了数据，进程 B 才能
读取到数据，所以执⾏是有前后顺序的。这时候，就可以⽤信号量来实现多进程同步的⽅式，我们可以初始化信号量为0。
具体过程：
如果进程 B ⽐进程 A 先执⾏了，那么执⾏到 P 操作时，由于信号量初始值为 0，故信号量会变为 -1，表⽰进程 A 还没⽣产数据，于是进程 B 就阻塞等待；
接着，当进程 A ⽣产完数据后，执⾏了 V 操作，就会使得信号量变为 0，于是就会唤醒阻塞在 P 操作的进程 B；
最后，进程 B 被唤醒后，意味着进程 A 已经⽣产了数据，于是进程 B 就可以正常读取数据了。
可以发现，信号初始化为0，就代表着是同步信号量，它可以保证进程 A 应在进程 B 之前执⾏。
五、信号
  上⾯说的进程间通信，都是常规状态下的⼯作模式。对于异常情况下的⼯作模式，需要⽤信号的⽅式来通知进程。
  信号跟信号量虽然名字相似，但两者⽤途完全不⼀样，就好像 Java 和 JavaScript 的区别。
  在 Linux 操作系统中，为了响应各种各样的事件，提供了⼏⼗种信号，分别代表不同的意义。可以通过 kill -l 命令查看所有的信号.
运⾏在 shell 终端的进程，我们可以通过键盘输⼊某些组合键的时候，给进程发送信号。例如
Ctrl+C 产⽣ SIGINT 信号，表⽰终⽌该进程；
Ctrl+Z 产⽣ SIGINTSIGTSTP 信号，表⽰停⽌该进程，但还未结束；
如果进程在后台运⾏，可以通过 kill 命令的⽅式给进程发送信号，但前提需要知道运⾏中的进程 PID 号，例如：
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；
所以，信号事件的来源主要有硬件来源（如键盘 Cltr+C ）和软件来源（如 kill 命令）。
信号是进程间通信机制中唯⼀的异步通信机制，因为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. 执⾏默认操作。Linux 对每种信号都规定了默认操作，例如，上⾯列表中的 SIGTERM 信号，就是终⽌进程的意思。Core 的意思是
Core Dump，也即终⽌进程后，通过 Core Dump 将当前进程的运⾏状态保存在⽂件⾥⾯，⽅便程序员事后进⾏分析问题在哪⾥。
2. 捕捉信号。我们可以为信号定义⼀个信号处理函数。当信号发⽣时，就执⾏相应的信号处理函数。
3. 忽略信号。当我们不希望处理某些信号的时候，就可以忽略该信号，不做任何处理。有两个信号是应⽤进程⽆法捕捉和忽略的，即
SIGKILL 和 SEGSTOP，它们⽤于在任何时候中断或结束某⼀进程。
六、socket
  ⽹络通信

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