我们知道，进程具有独立性，各进程之间互不干扰，但我们为什么还要让其联系，建立通信呢？比如：数据传输，资源共享，通知某个事件，或控制某个进程。因此，让进程间建立通信是必不可少的。但如何通信呢？
根据进程的独立性，我们需要保证，让不同的进程看到同一份资源！但这个资源若是进程a建立的则b看不到，b建立的a看不到，因此，这份资源必须由操作系统提供！
进程间通信分类
一、.管道
管道在Linux中算是比较古老经典的一种通信方式
假设我们现在有一个进程（PCB，内存 mm_struct等结构），同时其有一个文件描述符表，对应了 某个正在加载的文件（文件在加载就有对应的struct _file、inode），现在我让进程fork出一个子进程，那么PCB等结构会以父进程为模板进行拷贝。但是内核缓冲区、inode也会拷贝吗？不会!文件只会被加载一次，（但struct_file会拷贝，子进程需要有自己的读写位置）那么这个文件是父子进程的共享资源。那么如果我们让父子进程中一方对文件进行写，一方进行读，不就形成了进程间通信了吗？这个以文件方式进行通信的方式我们称为管道。
实际上，两个进程的共享资源是文件内核缓冲区，而且，要让两个进程间通信，就没必要把数据刷新到磁盘。我们用一张图解释一下管道的原理
从图里我们也能看出，管道只能进行单向通信。
我们概念解释一下就是，从一个进程连接到另一个进程的一个数据流。
2.管道创建的接口
如果创建成功就返回0，失败返回-1，其中参数是一个输出型参数，输出管道所连的两个文件的fd。
3.按顺序创建一下管道
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>// 让父进程写
// 让子进程读
int main()
{// 1. 创建管道int fds[2] = {0};int n = pipe(fds); // fds:输出型参数if (n != 0){//创建管道失败了std::cerr << "pipe error" << std::endl;return 1;}// Father -> read// Child -> write// 2. 创建子进程pid_t id = fork();if (id < 0){std::cerr << "fork error" << std::endl;return 2;}else if (id == 0){// 子进程// 3. 关闭不需要的fd,关闭readclose(fds[0]);int cnt = 0;while (true){std::string message = "hello";message += std::to_string(getpid());message += ", ";message += std::to_string(cnt);// fds[1]write(fds[1],message.c_str,message.size());cnt++;sleep(1);// break;}exit(0);}else{// 父进程// 3. 关闭不需要的fd，关闭writeclose(fds[1]);char buffer[1024];while (true){sleep(1);ssize_t n = read(fds[0], buffer, 1024);if (n > 0){buffer[n] = 0;std::cout << "child->father, message: " << buffer << std::endl;}else if(n == 0) {}close(fds[0]);break;std::cout << std::endl;}}return 0;
}我们想让子进程写就需要把读的接口关闭，同理就需要关闭父进程的写入接口。而通常我们的fds[0]表示读，fds[1]表示写。我们这里实现让子进程向文件写入，然后让父进程读取。
3.管道的一些情况
在管道正常的情况下，如果管道为空，那么read会阻塞，如果管道写满了，write会阻塞，其中并不会出现在写入的过程中去读，也不会在读的过程中进行写，这种保护机制在管道本身就已经形成。如果管道写端关闭（比如子进程写入后退出），读端继续，知道读到0表示读到文件结尾。如果管道写端正常，读端关闭，操作系统会直接杀掉写入的进程（此时的写入已经没有意义）
4.管道的特性
我们以上说的管道的相关问题都指的是匿名管道。因为创建管道时并没有名称。关于匿名管道我们有以下特性：
可以用来进行具有血缘关系的进程间通信文件的生命周期随进程终止而终止，管道也是
只能做到单向数据通信
管道自带同步互斥等保护机制（读写有相对顺序）
二、管道通信的具体场景——进程池
我们刚才说到，如果管道为空，那么read方就会阻塞，知道有人写入才会读，假设有一个父进程fork出好几个子进程，此时其又为每一个子进程建立了管道，但此时在管道中没有内容，那么作为子进程就只能阻塞，等到父进程进行写入后进行通信。此时如果父进程向管道中写入某些命令，并让子进程们去执行，那么我们就可以像分派任务一样完成操作。像这样的模型我们称为进程池。
三、命名管道
上面我们的所有管道都是匿名管道，匿名管道没有名字，那么在通信时父子进程时如何看到这个管道的呢？->因为子进程继承了父进程的资源。但如果我想让任意两个进程间进行通信呢？此时就需要对管道进行命名了。
创建命名管道：
mkfifo name
我们来用一下，此时我们写入命令：echo "hello">fifo。我们发现卡住了，我们再启动一个终端并写入"cat <fifo"我们发现两个终端恢复正常并打印hello。相当于把内容写在管道然后等待另一端进行读，这就是基本的通信流程。
1.为什么叫命名管道
我们查看管道的详细信息发现，它是一个文件，有自己的inode，文件类型以p开头，也就是说它也有唯一的路径和文件名。这样我们可以用同一个文件系统路径，让两个进程看到同一份进程进行通信。其原理就是让操作系统只使用内核文件缓冲区，只是不刷新就可以了。
我们还有用函数来创建命名管道的方式：
第一个参数就是创建管道的路径，第二个参数是权限。创建成功返回0，出错返回-1
四、system V共享内存
我们知道，一个进程有自己的虚拟地址空间，然后通过页表映射到真实的物理地址，在虚拟地址空间中，有一块共享区，前面我们提到过，一般会把动态库映射到此部分，但现在如果我们在物理内存上开辟一块空间，然后让其通过页表映射到共享区，同样地，另一个进程也进行此操作，那么最终就会形成一个物理地址对应两个虚拟地址，就成功让两个进程看到同一份资源了。这就是共享内存。
共享内存可以在任何时刻在OS内存在多个。
创建共享内存的接口：shmget
第三个参数是一个标记位，我们常用的有IPC_CREAT和IPC_EXCL（宏），前者的作用是，如果内存不存在则创建，如果存在，将其获取并返回。对于后者，如果单独使用无意义，一般二者组合使用（|）。表示，如果内存不存在则创建，如果存在，出错返回。
返回值是一个shmid（共享内存标识符）,可以看成数组下标，但和文件描述符相比，这个下标可以从0开始。失败返回-1.
第一个参数必须由用户手动输入，这个参数是用来保证两个进程所映射的是同一份内存，因为我们往往会有很多对共享内存同时存在，为了保证不出错，我们需要让每一份内存都具有唯一性，我们就可以用这个参数进行编号（具体输入由用户决定，能体现唯一性即可），这样我们就可以通过路径+id即可保证映射同一份资源。同时，系统中也有用来生成key值对应的函数：key_t ftok(路径，projid）
共享内存生命周期随内核！
已经开辟的共享内存要么手动释放，要么让OS重启。
五、共享内存的管理指令
1.查看已经开辟的共享内存——ipcs -m
2.删除共享内存——ipcrm -m shmid
3.控制共享内存的相关属性——shmctl函数
第二个参数我们传对应的宏选项即可，第三个参数用于获取共享内存的相关属性，一般置为nullptr。
比如我们可以用函数删除共享内存
shmctl( shmid,IPC_RMID,nullptr);
六、共享内存的特点
1.通信速度最快，相比于管道，共享内存只需要一次拷贝，提高了效率。
2.可以让两个进程在各自的用户空间共享内存块，但是没有加任何保护机制！
3.这个保护机制需要由用户自己完成，其中，共享资源被保护起来的话就称临界资源，而我们的代码并不完全都是访问共享内存的，只有访问公共资源的代码我们称临界区，对应的就是非临界区
