进程间通信 IPC

线程之间通信简单，直接读写全局共享变量就行。但是进程之间内存完全隔离，互相看不见对方的数据，必须靠操作系统提供的IPC手段传递数据。
常见方式：管道、信号、消息队列、共享内存、信号量。

1.管道

无名管道 pipe()

只能给有血缘关系进程用，比如父子进程。
调用pipe(fd)，得到两个文件描述符 fd[0]读端，fd[1]写端。
子进程fork之后，父子进程都持有这两个文件描述符。一个往fd[1]写数据，另一个从fd[0]读数据。
半双工：单向数据流，数据只能从写端流向读端。

管道行为特点：

1. 管道里面有数据，read直接读；没数据，read阻塞睡觉。

2. 如果所有写端全部关闭，read读完现有数据直接返回0，不会阻塞。

3. 如果所有读端全部关闭，再往管道write写，直接触发管道破裂，进程收到信号直接退出。

有名管道 mkfifo

又叫FIFO文件，在磁盘生成一个特殊文件，没有血缘关系进程也能通信。
注意：open打开有名管道的时候，读和写必须两边都到位，open才会成功，否则程序阻塞卡住。

2.信号

信号就是操作系统发给进程的简短通知，用来告诉进程发生某个事件。比如按Ctrl+C就是发送SIGINT信号。
进程收到信号有三种处理方式：

1. 默认处理：系统自带行为，大部分信号会直接杀死程序。

2. 忽略信号，收到啥也不干。9号SIGKILL、19号SIGSTOP这俩信号不能忽略，强制杀死/暂停。

3. 捕获信号：收到信号就执行我们自己写的信号处理函数。

相关函数：

1. signal()：简单设置信号处理函数。

2. kill(pid,信号编号)：给指定pid进程发送信号。

3. alarm(seconds)：几秒之后，给自己进程发送SIGALRM闹钟信号。

4. pause()：让进程睡觉，直到收到一个信号才唤醒继续跑。

3.消息队列

内核开辟的消息缓冲区，多个进程可以往队列丢消息包，也可以按类型读取消息包。
命令ipcs查看IPC对象，ipcrm删除。
ftok：根据文件路径+一个小数字，生成唯一key值，用这个key来创建消息队列。
msgget：根据key拿到消息队列ID。
msgsnd：发送消息。
msgrcv：接收消息，可以指定只读取某一类消息。
msgctl：删除消息队列，获取消息队列状态。

优点：可以按消息类型筛选读取；缺点：拷贝数据，有开销。

4.共享内存（IPC里面速度最快）

内核开辟一块物理内存，多个进程把这块内存映射到自己的虚拟地址空间。所有进程直接读写同一块内存，数据不需要在内核和用户空间来回拷贝，速度拉满。
注意！共享内存本身不带同步保护！多进程同时读写会乱，必须搭配信号量/互斥锁控制访问时序。

流程：
1.shmget：创建共享内存，拿到shmid；
2.shmat：把共享内存映射到当前进程虚拟地址，得到内存首地址，之后直接指针读写；
3.shmdt：解除映射，断开进程和这块内存的联系；
4.shmctl：销毁共享内存。

5.信号灯集（System V信号量）

跟线程信号量用途差不多，但是可以跨进程使用。semget创建信号灯集合，semop执行P/V操作（申请释放资源），semctl初始化值、删除信号灯。