1.什么是進程通信？

答：兩個或多個進程實現數據層面的交互；但是因為進程的獨立性，導致進程通信的成本較高；

2.為什么要通信？

答：多進程之間由協同的需求，所以通信；以下是通信要實現的目的：

2.1.基本數據：

2.2.發送命令：一個進程控制另一個進程

2.3.多進程之間實現協同

2.4.通知

2.6.通信是有成本的：因為是要打破進程的獨立性

3.怎么通信？

3.1進程間通信的本質：必須讓不同的進程看到同一份“資源”

3.2“資源”——特定形式的內存空間；

3.3這個資源誰提供？答：一般是操作系統提供；

3.4為什么不是我們兩個進程中的一個提供呢？答：進程具有獨立性；假設是由一個進程提供，這個資源應該屬于誰？他不是共享資源，還是進程獨有，因為破環了進程的獨立性；OS是第三方空間，誰用誰申請

3.5進程訪問這個空間，進行通信，本質就是訪問操作系統；進程代表的就是用戶；“資源”從創建、使用、釋放——必須調用系統接口；

3.6操作系統提供資源，保障了進程通信，而且底層設計、接口設計、都要由操作系統獨立設計；一般操作系統，會有一個獨立的通信模塊——隸屬于文件系統——IPC通信模塊（進程間通信的意思）

3.7進程間通信是由標準的；兩套標準——system V? 和 posix

3.8基于文件級別的通信方式——管道（此時的文件，只是代稱，我可以往內存中寫啊）

思想是正確的，但是效率并不高；管道是Linux（unix）最古老的進程通信方式；

3.9管道原理（自我理解）：基礎IO部分，緩沖區里的數據要寫入磁盤文件，現在不寫入磁盤，而是直接與子進程交互，把數據給子進程；并且通過引用計數原理（智能指針）控制著文件的打開和關閉，進行讀寫；（只能單向通信所以命名為管道）

3.10強烈建議如果單向通信，一定要關閉不必要的文件描述符，防止寫錯；

3.11 如果我要進行雙向通信呢——答：建兩個管道；

3.12 以上講的是父子進程，如果沒有任何關系，可以用以上講的原理進行通信嗎？答：不能，做不到；

3.13兄弟之間也可以用管道，進行通信；爺爺和孫子也可以進行通信——使用管道通信，必須得是具有血緣關系；常用于父子之間

3.14 以上所說的文件，是在緩沖區中進行的，并不是在真實的文件中交互的，所以這個管道叫做匿名管道！

4.接口

4.1open、close是磁盤級的接口，不能用他，而是專用的接口pipe（系統接口）

 int pipe(int pipefd[2]);//pipdfd[2]  輸出型參數
//pipefd[0]  只讀下標 
//pipefd[1]  只寫下標

4.2代碼實現管道

// 實現系統間通信
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <cstdlib> //stdlib.h C++風格的頭文件寫法
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>using namespace std;#defind N 2
#define NUM 1024
void Writer(int wfd)
{string s = "hello,i am child!";pid_t self = getpid();int number = 0;char buffer[NUM];while (true){//構建字符串buffer[0] = 0; // 字符串清空；只是為了提醒閱讀代碼的人，我把這個數組當作字符串了snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%s-%d-%d", s.c_str(), self, number);//cout<<buffer<<endl;       //發送給父進程write(wfd,buffer,strlen(buffer));sleep(1);}
}
void Reader(int rfd)
{char buffer[NUM];while(true){buffer[0]=0;ssize_t n=read(rfd,buffer,sizeof(buffer));if(n>0){buffer[n]=0; //0=='\0'cout<<"father get a message["<<getpid()<<"]#"<<buffer<<endl;}}
}
int main()
{int pipefd[N] = {0};int n = pipe(pipefd); // 0下標是讀；1下標是寫if (n < 0){perror("pipe");return 1;}// cout<<"pipefd[0]:"<<pipefd[0]<<",pipefd[1]:"<<pipefd[1]<<endl;// 子進程寫入，父進程讀pid_t id = fork();if (id < 0)return 2;if (id == 0){// 子進程close(pipefd[0]);Writer(pipefd[1]);close(pipefd[1]);exit(0);}close(pipefd[1]);Reader(pipefd[1]);pid_t rid = waitpid(id, nullptr, 0);if (rid < 0)return 3;close(pipefd[0]);return 0;
}

4.3根據以上代碼可以得到管道的本質：將上層緩沖區的數據拷貝到系統緩沖區，再將數據拷貝給上層緩沖區；

4.4進程間通信的本質：需要讓不同的進程，看到同一份資源——但是是多執行流共享的，難免會出現訪問沖突的問題；

5.管道的特征：五點

5.1具有血緣關系的進程進行進程間通信；

5.2管道只能單向通信；

5.3父子進程是會進程協同的，同步與互斥的——保護管道文件的數據安全；

5.4管道是面向字節流的；

5.5管道是基于文件的，文件的生命周期是跟隨進程的（父子進程退出，管道會被操作系統回收）

6.管道的4種情況：

6.0管道是有大小的，Linux版本2.6.11之前是4KB，之后是64KB；（為了保障傳輸數據的整體性，有序性，定義了一個pipe_buf 大小是4KB，當寫入系統緩沖區的數據小于4KB時，必須要等子進程傳輸完數據，父進程才能讀——這個工作就是讀取的原子性問題）

6.1讀寫端正常，管道如果為空，讀端就要阻塞；

6.2讀寫端正常，管道如果被寫滿，寫端就要阻塞

6.3讀端正常，寫端關閉，讀端就會讀到0，表明讀到了文件（pipe）結尾，不會被阻塞；一直在讀；

6.4讀端關閉，寫端正常，操作系統就要殺掉這個正在寫入的進程；如何干掉？答：操作系統通過信號（是幾號信號？ 答：13號）干掉（操作系統是不會做低效，浪費等類似的工作的，如果做了，那就是操作系統的bug）

ulimit -a //查看系統對一些非常重要的資源的限制

7.管道的應用場景

7.1這個管道和我們以前學的知識，哪些是有關系的？

Linux shell 指令 ：cat test.txt | head -10 |tail -5? 這個語句的實現，就是shell命令+進程替換+管道實現的；

7.2使用管道實現一個簡易版本的進程池；（請看下一節）