進程間通信的方式：命名管道和匿名管道、消息隊列、信號量、共享內存等這幾種方式，下面我們對其進行一一解讀。
linux下進程間通信的幾種主要手段簡介：
1、管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用於具有親緣關係進程間的通信，有名管道克服了管道沒有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關係進程間的通信；
2、信號（Signal）：信號是比較複雜的通信方式，用於通知接受進程有某種事件發生，除了用於進程間通信外，進程還可以發送信號給進程本身；linux除了支持Unix早期信號語義函數sigal外，還支持語義符合Posix.1標準的信號函數sigaction（實際上，該函數是基於BSD的，BSD爲了實現可靠信號機制，又能夠統一對外接，用 sigaction函數重新實現了signal函數）；
3、報文（Message）隊列（消息隊列）：消息隊列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊列system V消息隊列。有足夠權限的進程可以向隊列中添加消息，被賦予讀權限的進程則可以讀走隊列中的消息。消息隊列克服了信號承載信息量少，管道只能承載無格式字節流以及緩衝區大小受限等缺點。
4、共享內存：使得多個進程可以訪問同一塊內存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他通信機制運行效率較低而設計的。往往與其它通信機制，如信號量結合使用，來達到進程間的同步及互斥。
5、信號量（semaphore）：主要作爲進程間以及同一進程不同線程之間的同步手段。
6、套接口（Socket）：更爲一般的進程間通信機制，可用於不同機器之間的進程間通信。起初是由Unix系統的BSD分支開發出來的，但現在一般可以移植到其它類Unix 系統上：Linux和System V的變種都支持套接字
一、什麼是管道？
管道是由內核管理的一個緩衝區(buffer)，相當於我們放入內存中的一個紙條。管道的一端連接一個進程的輸出。這個進程會向管道中放入信息。管道的另一端連接一個進程的輸入，這個進程取出被放入管道的信息。一個緩衝區不需要很大，它被設計成爲環形的數據結構，以便管道可以被循環利用。當管道中沒有信息的話，從管道中讀取的進程會等待，直到另一端的進程放入信息。當管道被放滿信息的時候，嘗試放入信息的進程會等待，直到另一端的進程取出信息。當兩個進程都終結的時候，管道也自動消失。
進程間通信的本質：讓不同的管道看到同一塊公共的資源(就如同不同的進程打開了同一個文件)。這個公共的資源爲什麼不同進程都能看到？因爲文件的路徑相同。
管道是⼀一種最基本的 IPC機制,由pipe函數創建: #include <unistd.h> int pipe(int filedes[2]); 調⽤用pipe函數時在內核中開闢⼀一塊緩衝區(稱爲管道)⽤用於通信,它有⼀一個讀端⼀一個寫端,然後通過filedes參數傳出給⽤用戶程序兩個⽂文件描述符,filedes[0]指向管道的讀端,filedes[1]指向管道的 寫端(很好記,就像0是標準輸⼊入1是標準輸出⼀一樣)。所以管道在調⽤用戶程序看起來就像⼀一個打開的⽂read(filedes[0]);或者write(filedes[1]);向這個⽂文件讀寫數據其實是在讀寫內核緩衝 區。pipe函數調⽤用成功返回0,調⽤用失敗返回-1。
通信即是進行數據交換，進程體現的是資源獨佔。
管道的一個重要特性是：並不支持雙向通信，只支持單向通信。一端輸入，另一端輸出，先進先出FIFO。管道也是文件。管道大小4096字節。
特點：管道滿時，寫阻塞；空時，讀阻塞。
二、對管道而言，進程間通信特點：
（1）單向通信（一個管道）
（2）目前我們所學的管道只能用於有血緣關係的進程，如父子進程。
（3）流式服務（可以隨意多個字節發送，也可以隨意任意字節個個數目接受，不受限制）
（4）（進程退出時，那塊內存會被操作系統回收）管道依賴文件系統，所以管道的生命週期隨進程。
（5）管道給我們的進程提供同步與互斥的機制。保證我們讀寫事件的正確性。
三、管道的各種情況：
（*）管道的寫端寫一段時間後，不再進行寫了（即關閉寫端描述符），而讀端不關閉，它在一直讀，最後管道讀完時會發生什麼事？會發生阻塞。
（*）寫端一直寫（子進程），（父進程）讀端一直讀，後面讀端關閉，會發生什麼事情？？寫端寫滿就不再進行寫了，一直在等待，直到有新的空間出現。
（*）寫端一直寫，讀端一直讀，過了一段時間，讀文件描述符關閉（close（fd_pipe[0]）------>關閉讀端），不再讀，會出現什麼現象？？父進程會給子進程寫入的一方會發一個信號讓子進程退出，且它是被異常退出的，可以得到異常碼，但是得到他無意義,因爲他是異常退出的。（寫端無意義了，所以他會被異常退出）
（*）寫端寫一段時間後，關閉寫端，讀端一直讀，會出現什麼情況？？
四、管道的分類
分類：匿名管道（僅父子進程間通信）位於內存；命名管道位於文件系統，沒有親緣關係管道只要知道管道名也可以通訊。
匿名管道的最大缺陷：只能用於有血緣關係的管道間通信（即父子間進程）。
命名管道（FIFO）相對於匿名管道的優點：可以用於不同進程（有血緣關係和無血緣關係的管道都可以利用）。它是面向字節流的。
五、爲什麼進程間需要通信？
六、消息隊列
1、什麼是消息隊列？
消息隊列提供了一種從一個進程向另一個進程發送一個數據塊的方法。 每個數據塊都被認爲是有一個類型，接收者進程接收的數據塊可以有不同的類型值。我們可以通過發送消息來避免命名管道的同步和阻塞問題。消息隊列與管道不同的是，消息隊列是基於消息的， 而管道是基於字節流的，且消息隊列的讀取不一定是先入先出。消息隊列與命名管道有一 樣的不足，就是每個消息的最大長度是有上限的（MSGMAX），每個消息隊列的總的字節 數是有上限的（MSGMNB），系統上消息隊列的總數也有一個上限（MSGMNI）。
2、消息隊列特點：
（1）函數接口較複雜
（2）生命週期隨系統
（3）提供的是數據塊服務
（4）消息隊列的條數是受限制的
3、IPC對象數據結構
內核爲每個IPC對象維護⼀一個數據結構（/usr/include/linux/ipc.h）
struct ipc_perm
{
key_t __key; /* Key supplied to xxxget(2) */
uid_t uid; /* Effective UID of owner */
gid_t gid; /* Effective GID of owner */
uid_t cuid; /* Effective UID of creator */
gid_t cgid; /* Effective GID of creator */
unsigned short mode; /* Permissions */
unsigned short __seq; /* Sequence number */ };
消息隊列，共享內存和信號量都有這樣一個共同的數據結構。
七、信號量
信號量的本質是一種數據操作鎖，它本身不具有數據交換的功能，而是通過控制其他的通信資源（文件，外部設備）來實現進程間通信，它本身只是一種外部資源的標識。信號量在此過程中負責數據操作的互斥、同步等功能。 當請求一個使用信號量來表示的資源時，進程需要先讀取信號量的值來判斷資源是否可用。大於0，資源可以請求，等於0，無資源可用，進程會進入睡眠狀態直至資源可用。當進程不再使用一個信號量控制的共享資源時，信號量的值+1，對信號量的值進行的增減操作均爲原子操作，這是由於信號量主要的作用是維護資源的互斥或多進程的同步訪問。而在信號量的創建及初始化上，不能保證操作均爲原子性。
1、爲什麼要使用信號量？
爲了防止出現因多個程序同時訪問一個共享資源而引發的一系列問題，我們需要一種方法，它可以通過生成並使用令牌來授權，在任一時刻只能有一個執行線程訪問代碼的臨界區域。 臨界區域是指執行數據更新的代碼需要獨佔式地執行。而信號量就可以提供這樣的一種訪問機制，讓一個臨界區同一時間只有一個線程在訪問它，也就是說信號量是用來調協進程對共享資源的訪問的。其中共享內存的使用就要用到信號量。
2、信號量的工作原理
由於信號量只能進行兩種操作等待和發送信號，即P(sv)和V(sv)操作,他們的行爲是這樣的： P(sv)：如果sv的值大於零，就給它減1；如果它的值爲零，就掛起該進程的執行 V(sv)：如果有其他進程因等待sv而被掛起，就讓它恢復運⾏行，如果沒有進程因等待sv而掛 起，就給它加1. 舉個例子，就是兩個進程共享信號量sv，一旦其中一個進程執行了P(sv)操作，它將得到信號量，並可以進入臨界區，使sv減1。而第二個進程將被阻止進入臨界區，因爲當它試圖執行 P(sv)時，sv爲0，它會被掛起以等待第一個進程離開臨界區域並執行V(sv)釋放信號量，這時第二個進程就可以恢復執行。