什么是进程间通信？

一般来说，进程间通信（Inter Process Communication）是由操作系统（OS）提供的一种机制。这种机制的主要目的或目标是在多个进程之间提供通信。简而言之，进程间通信允许一个进程告知另一个进程某些事件的发生。

现在让我们看一下进程间通信的一般定义，它将解释我们上面讨论的相同内容。

定义

"进程间通信用于在一或多个进程（或程序）内的多个线程之间交换有用信息。"

为了理解进程间通信，您可以参考下图，该图说明了进程间通信的重要性。

同步在进程间通信中的作用

它是进程间通信的重要组成部分。通常，这由进程间通信控制机制提供，但有时也可以由通信进程控制。

以下是用于提供同步的方法：

1. 互斥
2. 信号量
3. 屏障
4. 自旋锁

互斥：

通常需要一次只有一个进程线程可以进入临界区。这也有助于同步并创建一个稳定的状态以避免竞态条件。

信号量：

信号量是一种变量，通常用于控制多个进程对共享资源的访问。信号量进一步分为两种类型，如下所示：

1. 二元信号量
2. 计数信号量

屏障：

屏障通常不允许单个进程继续执行，除非所有进程都到达它。它被许多并行语言使用，并且集合例程施加屏障。

自旋锁：

顾名思义，自旋锁是一种锁。试图获取自旋锁的进程在检查锁是否可用时会等待或进入一个循环。这被称为忙等待，因为即使进程处于活动状态，它也不会执行任何功能操作（或任务）。

进程间通信的方法

现在我们将讨论一些不同的进程间通信方法，如下所示：

以下是进程间通信的一些不同方法：

1. 管道
2. 共享内存
3. 消息队列
4. 直接通信
5. 间接通信
6. 消息传递
7. FIFO

为了更详细地了解它们，我们将逐个讨论。

管道：

管道是一种单向数据通道。这意味着数据在这个数据通道中一次只能沿一个方向移动。但是，可以为此类型使用两个通道，以便能够将数据发送到另一个进程并从另一个进程接收数据。通常，它使用标准输入输出方法。这些管道用于所有类型的 POSIX 系统以及不同版本的 Windows 操作系统。

共享内存：

它可以被视为一种可以被多个进程同时使用或访问的内存。它主要用于进程之间进行通信。因此，几乎所有的 POSIX 和 Windows 操作系统也都使用共享内存。

消息队列：

一般来说，消息队列允许读写不同的消息。在消息队列中，消息会一直存储在队列中，直到接收者检索它们。简而言之，我们也可以说消息队列在进程间通信中非常有帮助，并且被所有操作系统使用。

为了更详细地理解消息队列和共享内存的概念，让我们看看下面给出的图。

消息传递：

这是一种允许进程相互同步和通信的机制。但是，通过使用消息传递，进程可以在不恢复共享变量的情况下进行通信。

通常，进程间通信机制提供两种操作，如下所示：

• 发送（消息）
• 接收（消息）

注意：消息的大小可以是固定的，也可以是可变的。

直接通信：

在这种类型的通信过程中，通常会在两个通信进程之间创建一个或建立一个链接。然而，在每一对通信进程中，只能存在一个链接。

间接通信

当进程共享一个公共邮箱时，才能存在或建立间接通信，并且这些进程中的每一对进程共享多个通信链接。这些共享链接可以是单向的或双向的。

FIFO：

这是一种用于两个不相关进程之间进行通用通信的类型。它也可以被认为是全双工的，这意味着一个进程可以与另一个进程通信，反之亦然。

其他一些不同的方法

• 套接字：

它充当网络中用于接收或发送数据的终结点。它适用于在同一台计算机上的进程之间发送数据，或在同一网络上的不同计算机之间发送数据。因此，它被多种操作系统使用。

• 文件：

文件是存储在磁盘上的数据记录或文档，并且可以按需由文件服务器获取。另一个最重要的事情是，多个进程可以根据需要访问该文件。

• 信号：

顾名思义，它们是在进程间通信中使用的一种信号，使用方式非常有限。通常，它们是由一个进程发送到另一个进程的系统消息。因此，它们不用于发送数据，而是用于多个进程之间的远程命令。

通常，它们不用于发送数据，而是用于多个进程之间的远程命令。

为什么我们需要进程间通信？

有许多使用进程间通信共享数据的原因。以下是一些最重要的原因：

• 有助于加快模块化
• 计算
• 权限分离
• 便利性
• 帮助操作系统相互通信并同步它们的行为。

注意：IPC 不能被视为所有问题的解决方案，但重要的是它能很好地完成它的工作。