由于进程间空间独立，无法直接通信，所以需要IPC机制实现通信

        同一主机进程间通信

                1，古老的通信方式：无名管道；有名管道；信号

                2，IPC对象通信system v：共享内存（效率最高）；消息队列；信号量集（信号灯）

        不同主机之间的通信：socket通信；网络通信

        通信类型

                单工：数据传输是完全单向的，通信双方严格分工，一方固定为发送端（只能发不能收），另一方固定为接收端（只能收不能发），传输方向不可改变，例如广播

                半双工：数据传输允许双向进行，但同一时刻只能单向传输 ，发送和接收功能不能同时开展，需交替进行，例如对讲机    

                全双工：数据传输可同时双向进行，发送端和接收端能独立收发数据，无需等待切换例如打电话

古老方式

管道

        无名管道：只能用于同一主机具有亲缘关系的进程通信（例如父子进程之间）

        有名管道：可以用于同一主机任意进程间通信

无名管道

        本质：内核空间中的一段缓冲区，遵循先进先出特性

        默认大小：64K

        特性：

                1，写堵塞：读端和写端都存在时，向管道中写数据时，当管道满时，发生写阻塞

                2，读阻塞：读端和写端都存在时，向管道中读数据时，若管道为空，发生读阻塞

                3，读返回0：当写端关闭，从管道中读数据，若有数据则读到数据，若没有数据则read返回0，不再阻塞

                4，管道破裂：读端关闭，向管道中写入数据。这是一种异常，操作系统会强制让进程结束

        操作流程：

                1）创建无名管道：pipe()

                2）写管道：write()

                3）读管道：read()

                4）关闭管道：close()

        不必刻意释放，因为属于内核区域，关闭会自动释放

pipe

        参数：

                pipefd[0]为读端描述符

                pipefd[1]为写端描述符

                二者可以作为write()和read()的实参

        返回值：成功则0失败-1

        管道文件应该在fork()之前创建。读写端不能交换

memset()

        功能：将内存区域填充成指定数据

        参数：

                s：要填充的空间首地址

                c：要填充的字符

                n：要填充的字节数

        返回值：成功则为s的首地址，失败则为NULL

        输出4个A，需要注意的是，第三个参数不是sizeof(buff)是因为puts会一直读到\0，如果buff[4]也为A的话，puts会继续往后读，造成数组越界访问

        一般情况下，不会让一个进程既可写又可读，保证管道的方向性，如果要两个进程互相通信，需要构建两个管道

有名管道

        本质：内核空间的一段缓冲区，这段缓冲区和一个管道文件相关联

        操作流程：

                1，创建管道文件：mkififo()

                2，打开管道文件：open()

                3，读或写管道文件：write()

                4，关闭管道文件：close()

                5，删除管道文件：remove()

mkfifo()

        功能：创建管道文件

        参数：管道文件的名称；管道文件的读写执行权限（注意，是读写执行权限，并非打开方式）

        返回值：成功为0失败-1

        open会有阻塞的效果，当以只读的方式打开时，会阻塞直到有进程以写的方式打开，对于只写方式同理

        该例子只能“运行”一次，因为再次运行写端时候会发生如下情况

        这是由于有名管道已经创建，而在写端的代码中再次创建同名管道，属于正常但是错误现象，可以将创建管道的代码单独拿出来运行

有名管道实现全双工

进程

        两端的代码几乎一模一样，无非是所用的管道不同，采用的是父子进程，父进程为读端，子进程为写端

        运行时，在左侧下线时候打出了cd，这串字符串会被存到缓存区，待到程序运行结束时再提出来，这就是为什么最后执行了cd命令，而且自己下线时不代表对面下线，所以此时可以接收对方的信息

        值得说明一下的是wait和waitpid

        先说wait，放在父进程末尾，是在父进程所对应的写端结束时，该父进程也不必作为读端，直接用来阻塞回收子进程即可。

        再说waitpid，如果waitpid放在while之上，那么只会尝试回收这一次，如果此时子进程未结束，父进程就继续往下执行，此时如果子进程结束，那么父进程则不会进行回收。所以waitpid放在循环内，目的是为了随时可以回收自己的子进程，且为非阻塞回收

        如果没有wait只有waitpid，那么写端退出时，所对应的读端父进程则无法回收其子进程。如果没有waitpid只有wait，那么写端子进程退出时，其父进程尚未退出，即未运行到wait，则会导致该写端子进程成为孤儿进程

        总的来说，wait是为了能在父进程被动结束时还留有回收子进程的能力，waitpid是为了子进程主动结束时得以被回收

线程

信号

        实现进程间通知机制，实现进程间的异步通信（接收方不知道什么时候发送方会发送数据），是一种软中断

分类

        系统支持的信号：

                1，kill -l

                        2）SIGINT（crtl + c）让一个进程被打断

                        3）SIGQUIT（ctrl + \）让一个进程结束

                        9）SIGKILL（管理员信号）：强制让一个进程结束

                       11）SIGSEGV：让一个进程结束（段错误）

                       13）SIGIPIPE：让一个进程结束（管道破裂）

                       14）SIGALRM：让一个进程结束（定时时间到达）

                       17）SIGCHLD：子进程结束时发送给父进程

                       18）SIGCONT：让停止态的进程继续运行

                       19）SIGSTOP（管理员信号）：让运行态的进程进入停止态（暂停）强制停止

                       20）SIGTSTP（ctrl + z）：让后台进程进入暂停态，时来自终端的停止信号

                       >34) 用户自定义

                2，信号处理流程

                        在接收到信号时，会优先执行完信号所需处理的事件，再接着执行本来执行的事件

                3，信号处理方式

                        1）缺省：按照默认处理方式

                        2）忽略：不处理

                        3）捕获：以自定义方式处理

                        值得注意的是，管理员信号无法被忽略和捕获，即9和19只能按照默认方式处理

signal

        功能：设置信号的处理方式（注册一个信号）

        参数：

                signum：要处理的信号的编号

                handle：

                        SIG_IGN：以忽略的方式处理该信号，即不处理

                        SIG_DFL：以缺省的方式处理，即系统默认方式

                        函数的地址：以捕获方式处理，即自定义，此函数需要一个整型的形参，而signum注册的信号编号会作为实参上传

        返回值：失败则为NULL；自定义方式时，返回函数的地址

        注意：

                1，若信号不被注册，则按默认方式处理

                2，信号只需注册一次

                3，每次信号的到来，都会触发一次信号处理函数

                4，信号尽可能早注册

        如图，signal按照handler的方式运行，所以此时SIGINT信号并不能打断该进程，即按照系统默认的方式运行

发送信号

        1，kill命令

        2，kill()

                功能：给指定的进程发送一个信号

                参数：接收信号的进程的pid；信号的编号

                返回值：成功则0失败-1

        3，子进程结束时，会发送SIGCHLD（17）信号给父进程

              子进程空间异步回收：通过子进程发送的SIGCGLD信号实现

        4，raise()：给自己所在的进程发送信号

        5，alarm()

                功能：设置一个闹钟，闹钟时间到达时，向进程发送一个SIGALRM（14）的信号

                参数：秒数

                返回值：成功则为上次设定剩余的时间，失败则为0

               注：如果定了两个，则第一个会失去效果

                上面的是没有alarm(5)的

        6，pause()：让一个进程进入到睡眠状态

                注：pause可以被一个可以被捕获的信号唤醒

IPC

        可以通过ipcs -a查看内核终端IPC对象，-s为删除信号量集，-m+id为删除共享内存

共享内存

        使用内核空间中的内存区域共享数据，采用内存映射技术，减少的数据的反复拷贝，提高了通信效率，本质是通过MMU（内存管理单元）的管理将不同的内存空间映射到同一物理内存区域中，最大为32M

        操作流程：

                1）创建一个IPC key：key_t ftok(const char *pathname, int proj_id)

                2）创建共享内存：shmget

                3）建立共享内存段和用户空间的内存映射：shmat

                4）向共享内存写入数据：通过用户空间首地址

                5）解除映射关系：shmdt

                6）删除共享内存：shmctl

ftok

        功能：创建一个IPC key

        参数：

                pathname：路径，随便写，只需在两个进程之间创建key时传递的路径相同

                proj_id:工程ID，与其他key不冲突，一般来说会用特殊的字符表示，例如'!'

        返回值：成功则为IPC key，失败则为-1

        注意：两个进程在创建KEY时，必须使用相同的参数

shmget

        功能：创建一个共享内存

        参数：

                key：IPC key

                size：共享内存大小，会被扩展成PAGE_SIZE(4096byte)的整数倍

                shmflg：IPC_CREAT|0664（创建并给予权限）

        大小不超过1G，因为内核大小只有1G，而且一般情况下共享内存最大500M

        返回值：成功则为共享内存的ID，失败则为-1

shmat

        功能：建立共享内存映射

        参数：

                shmid：共享内存的id

                shmaddr：映射的用户空间首地址，如果是NULL则是让操作系统分配

                shmflg：

                        SHM_RDONLY：只读

                        !SHM_RDONLY：可读可写

        返回值：成功则为映射的用户空间首地址，失败则为(void *)-1

shmdt

        功能：解除内存映射关系

        参数：要解除的用户空间首地址

        返回值：成功为0失败-1

shmctl

        功能：操作共享内存

        参数：

                shmid：要操作的共享内存id

                cmd：要执行的操作指令

                        IPC_RMID：删除操作

                buf：设置的参数（删除的时候不需要）

                返回值：成功为0失败-1

共享内存实现单工

        其中那个“第一服务器”只是个名字，在本目录下必须有这么个文件才可以，不然程序会报错

信号量集

        实现进线程间同步

消息队列

        和管道类似，有同步的效果，相对于管道而已增加了数据的等级，可以优先处理优先级较高的数据