一、了解定义：
进程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息，那么不同进程之间存在着什么双方都可以访问的介质呢？进程的用户空间是互相独立的，一般而言是不能互相访问的，唯一的例外是共享内存区。另外，系统空间是“公共场所”，各进程均可以访问，所以内核也可以提供这样的条件。此外，还有双方都可以访问的外设。在这个意义上，两个进程当然也可以通过磁盘上的普通文件交换信息，或者通过“注册表”或其它数据库中的某些表项和记录交换信息。广义上这也是进程间通信的手段，但是一般都不把这算作“进程间通信”。

• 1、用户空间：Linux系统将自身划分为两部分，一部分为核心软件，即是kernel，也称作内核空间，另一部分为普通应用程序***，这部分称为用户空间。

• 在操作系统中，虚拟内存通常会被分成用户空间（英语：User space，又译为使用者空间），与核心空间（英语：Kernel space，又译为内核空间）这两个区块。
  - 内核空间和用户空间之间如何进行通讯？
  内核空间和用户空间一般通过系统调用进行通信。
  - 用户模式驱动内核模式驱动的判断及标准
  用户空间模式的驱动一般通过系统调用来完成对硬件的访问，如通过系统调用将驱动的io空间映射到用户空间等。
  因此，主要的判断依据就是系统调用。

• 2、虚拟内存：虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，**它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。**目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存，如Windows家族的“虚拟内存”；Linux的“交换空间”等。

• 3、共享内存：指 (shared memory)在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器（CPU）访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器，这样就要对存储器进行缓存（Cache）。任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存是 Unix下的多进程之间的通信方法 ,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。

二、概述：

• 进程间通信（IPC，Interprocess communication）是一组编程接口，让程序员能够协调不同的进程，使之能在一个操作系统里同时运行，并相互传递、交换信息。这使得一个程序能够在同一时间里处理许多用户的要求。因为即使只有一个用户发出要求，也可能导致一个操作系统中多个进程的运行，进程之间必须互相通话。IPC接口就提供了这种可能性。每个IPC方法均有它自己的优点和局限性，一般，对于单个程序而言使用所有的IPC方法是不常见的。

IPC方法包括管道（PIPE）、消息排队、旗语、共用内存以及套接字（Socket）。

• 管道（PIPE）：https://www.jianshu.com/p/9c0c2b57cb73
• 消息排队：https://blog.csdn.net/qq_39470733/article/details/80576013
• 套接字（Socket）：https://www.cnblogs.com/wangcq/p/3520400.html

三、 种类
进程间通信主要包括管道, 系统IPC（包括消息队列,信号,共享存储), 套接字(SOCKET).
管道包括三种:
1)普通管道PIPE, 通常有两种限制,一是单工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用.
2)流管道s_pipe: 去除了第一种限制,为半双工，可以双向传输.
3)命名管道:name_pipe, 去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.

四、系统IPC的三种方式类同,都是使用了内核里的标识符来识别.

• FAQ1: 管道与文件描述符,文件指针的关系?

答: 其实管道的使用方法与文件类似,都能使用read,write,open等普通IO函数. 管道描述符来类似于文件描述符. 事实上, 管道使用的描述符,文件指针和文件描述符最终都会转化成系统中SOCKET描述符. 都受到系统内核中SOCKET描述符的限制. 本质上LINUX内核源码中管道是通过空文件来实现.

• FAQ2: 管道的使用方法?

答: 主要有下面几种方法:
1)pipe, 创建一个管道,返回2个管道描述符.通常用于父子进程之间通讯.
2)popen, pclose: 这种方式只返回一个管道描述符,常用于通信另一方是stdin or stdout;
3)mkpipe:命名管道, 在许多进程之间进行交互.

• FAQ3: 管道与系统IPC之间的优劣比较?

答:
管道: 优点是所有的UNIX实现都支持, 并且在最后一个访问管道的进程终止后,管道就被完全删除;缺陷是管道只允许单向传输或者用于父子进程之间.
系统IPC: 优点是功能强大,能在毫不相关进程之间进行通讯; 缺陷是关键字KEY_T使用了内核标识,占用了内核资源,而且只能被显式删除,而且不能使用SOCKET的一些机制,例如select,epoll等.

• FAQ4: WINDOS进程间通信与LINUX进程间通信的关系?

答: 事实上,WINDOS的进程通信大部分移植于UNIX, WINDOS的剪贴板,文件映射等都可从UNIX进程通信的共享存储中找到影子.

• FAQ5: 进程间通信与线程间通信之间的关系?

答: 因为WINDOWS运行的实体是线程, 狭义上的进程间通信其实是指分属于不同进程的线程之间的通讯.而单个进程之间的线程同步问题可归并为一种特殊的进程通信.它要用到内核支持的系统调用来保持线程之间同步. 通常用到的一些线程同步方法包括:Event, Mutex,信号量Semaphore,临界区资源等.

五、IPC目的编辑
1）数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程，发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。
2）共享数据：多个进程想要操作共享数据，一个进程对共享数据的修改，别的进程应该立刻看到。
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）资源共享：多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点，需要内核提供锁和同步机制。
5）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。
进程通过与内核及其它进程之间的互相通信来协调它们的行为。Linux支持多种进程间通信（IPC）机制，信号和管道是其中的两种。除此之外，Linux还支持System V 的IPC机制（用首次出现的Unix版本命名）。