UNIX网络编程——进程间通信概述

一、顺序程序与并发程序特征

顺序程序特征

顺序性
封闭性：（运行环境的封闭性）
确定性
可再现性

并发程序特征

共享性
并发性
随机性

二、进程互斥

1、由于各进程要求共享资源，而且有些资源需要互斥使用，因此各进程间竞争使用这些资源，进程的这种关系为进程的互斥。
2、系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源或互斥资源。
3、在进程中涉及到互斥资源的程序段叫临界区。

举例如下图：

假设x = 1; 当A进程已经判断完毕x>0，此时时间片轮转到了B，B也判断x>0，然后执行x--，即x=0，然后过后又轮转到继续执行A，此时再执行x-- 就明显系统逻辑出现了错误。

三、进程同步

进程同步指的是多个进程需要相互配合共同完成一项任务。举例如下图：

P1和P2进程是互相配合的，只有当P2关门后，P1才能启动车辆；P1正常运行了，P2开始售票；当P1到站停车后，P2才能开门；即需要互相等待对方完成某个操作，自身才能继续运行下去。

四、进程间通信的目的

1、数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程。

2、资源共享：多个进程之间共享同样的资源。
3、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）。
4、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。

五、进程间通信的分类

文件
文件锁
管道（pipe）和命名管道（FIFO）
信号（signal）
消息队列
共享内存
信号量
互斥量
条件变量
读写锁
套接字（socket）

需要注意的是，消息队列、共享内存和信号量在System V 和 POSIX 标准中都有定义，而互斥量、条件变量和读写锁只在POSIX标准才有定义。

六、进程间共享信息的三种方式

1、随进程持续：一直存在直到打开的最后一个进程结束。（如pipe和FIFO）
2、随内核持续（ kernel persistence）：一直存在直到内核自举或显式删除（如System V消息队列、共享内存、信号量）
3、随文件系统持续：一直存在直到显式删除，即使内核自举还存在。（POSIX消息队列、共享内存、信号量如果是使用映射文件来实现）

即POSIX消息队列、共享内存、信号量 至少是随内核持续的，如果是用映射文件来实现，则是随文件系统持续。