管道 管道是用于父子进程或者兄弟进程之间的，只有在同一进程在相同模式下打开同一个文件，才共享同一个文件结构，一个管道是一个存在内存上的无形的文件，对这个文件的操作需要通过两个已打开文件来进行，分别代表管道的两端；管道是一种特殊的文件，并不属于某种特定的文件系统，而是自己构成一种独立的文件系统；管道是一个环形缓冲区；管道的设计其实就是一个生产者/消费者模式，一端不停的写，一端不停地读；如果有任意一端关闭，对于另外一端都没有存在的意义，都会给另一端发一个SIGPIPE信号； 1、无名管道 用于父子进程（兄弟进程）之间的，数据存在内存上；无名管道由系统调用pipe创建，一般用于fork产生一个子进程，方便父子进程之间的通信，此管道由父进程创建，子进程“与生俱来”； 2、有名管道 有名管道可以用于任意进程间进行通信，因为是有名管道，所以在磁盘上需要给对应的文件分配一个inode节点记录文件的名字和路径；数据还是放在内存上的；
信号 在所有进程间通信，只有信号是异步的。在task_struct中有一个指针struct signal_struct *signal，指向一个signal_struct结构，我们称这个结构为“信号向量表”，和中断向量表不同的是，中断向量表在系统空间中，所指向的中断处理程序也在系统空间中，虽然，信号向量表在系统空间，但是信号处理程序却一般在用户空间，“信号向量”有其特殊之处，它不仅可以指向一个信号处理程序，也可以指向SIG_DFL和SIG_IGN之一，分别表示应该对信号采取“默认”的反应或者忽略而不做任何处理。 对信号的检测与响应，总是发生在系统空间，通常发生在两种情况下： 1、当前进程由于系统调用、中断或者异常而进入系统空间，从系统空间返回到用户空间的前夕； 2、当前进程在内核中，进入睡眠以后刚被唤醒的时候，由于信号的存在而提前返回到用户空间； 防止信号嵌套处理： 当正在处理一个信号的时候，为了防止到来的信号，同时也要触发信号处理程序，造成嵌套信号处理，对资源的浪费，需要对到来的信号采用屏蔽的手段，当前的信号处理完成，还是会恢复处理中到来的信号的； 一个进程可以通过信号屏蔽位图来暂时扣押所接受到的信号； 信号一般只能发给属于同一个session以及同一个用户的进程，除非信号能获得特权级的权限； 信号处理是模拟中断处理的过程的，信号属于一种软中断，当发生信号的时候，需要从用户空间向内核空间的切换，那么这个时候，和中断、系统调用是一样的，我们需要把用户空间的信息通过SAVE_ALL将用户堆栈的信息压入系统堆栈中，又通过RESTORE_ALL进行恢复；
管道的缺陷： <1>所载送的格式是无格式字节流，如果发送两种不同的结构字节，那么如果进程间没有规定协议或者特殊的符号进行区别的话，就会发生TCP粘包； <2>管道的缓冲区的大小是有限的、静态的，当发送者写满了缓冲区，接受者没有及时读取，那么发送者只好停下俩睡眠，增强了管道机制的同步性要求，在某些特殊的场合中，这种机制就很有局限性，一般这种情况都将发送者对应端的描述符设置为O_NONBLOCK标志，告诉发送者缓冲区已满，就返回，不用睡眠； <3>相对于发送信息量少的时候，对于管道的开销很大，那么一个字节一个字节发送的时候，对于管道的利用率就降低了；
消息队列（报文传递） 消息队列是在进程之间传递二进制块数据的一种简单有效的方式，每个数据块都有一个特定的类型，接收方可以根据类型来有选择地接受数据，而不用像管道那样必须以先进先出的方式接受数据； “sem”–信号量 “msg”–报文传递 “shm”–共享内存 信号量、消息队列、共享内存的底层都调用的是sys_ipc();由函数sys_ipc中传入的call操作码的不同，分别处理三种进程间通信的12种不同的操作；
asmlinkage int sys_ipc (uint call, int first, int second, int third, void __user *ptr, long fifth) { int version, ret; version = call >> 16; /* hack for backward compatibility */ call &= 0xffff; switch (call) { case SEMOP: return sys_semtimedop (first, (struct sembuf __user *)ptr, second, NULL); case SEMTIMEDOP: return sys_semtimedop(first, (struct sembuf __user *)ptr, second, (const struct timespec __user *)fifth); case SEMGET: return sys_semget (first, second, third); case SEMCTL: { union semun fourth; if (!ptr) return -EINVAL; if (get_user(fourth.__pad, (void __user * __user *) ptr)) return -EFAULT; return sys_semctl (first, second, third, fourth); } case MSGSND: return sys_msgsnd (first, (struct msgbuf __user *) ptr, second, third); case MSGRCV: switch (version) { case 0: { struct ipc_kludge tmp; if (!ptr) return -EINVAL; if (copy_from_user(&tmp, (struct ipc_kludge __user *) ptr, sizeof (tmp))) return -EFAULT; return sys_msgrcv (first, tmp.msgp, second, tmp.msgtyp, third); } default: return sys_msgrcv (first, (struct msgbuf __user *) ptr, second, fifth, third); } case MSGGET: return sys_msgget ((key_t) first, second); case MSGCTL: return sys_msgctl (first, second, (struct msqid_ds __user *) ptr); case SHMAT: switch (version) { default: { ulong raddr; ret = do_shmat (first, (char __user *) ptr, second, &raddr); if (ret) return ret; return put_user (raddr, (ulong __user *) third); } case 1: /* iBCS2 emulator entry point */ if (!segment_eq(get_fs(), get_ds())) return -EINVAL; /* The "(ulong *) third" is valid _only_ because of the kernel segment thing */ return do_shmat (first, (char __user *) ptr, second, (ulong *) third); } case SHMDT: return sys_shmdt ((char __user *)ptr); case SHMGET: return sys_shmget (first, second, third); case SHMCTL: return sys_shmctl (first, second, (struct shmid_ds __user *) ptr); default: return -ENOSYS; } }消息队列是通过一个key键值进行表示的，不是通过文件名，所以并不纳入文件系统，不占用文件号；每个进程可以通过msgget创建一个消息队列，也可以获得一个key对应的访问途径，发送进程可以通过库函数msgsnd往消息队列中添加消息，接收进程可以通过msgrcv接受指定队列中的消息； <1>当标志位为MSGGET时，底层调用sys_msgget ，这个函数有两种不同的的作用，是通过函数中的标志位IPC_PRIVATE来判断的，当IPC_PRIVATE为1时创建，为0时查找，都返回队列对应的标识号； 每个队列对应一个队列号，这个队列号是全局唯一标识的，打开文件号只局限于一个进程中； 一个已经建立的消息队列并不是谁都可以访问的，只有属于同一用户或者同一组的，或者超级用户，才有权限访问； <2>库函数msgsnd——报文发送 通过函数msgget创建或者获得一个队列，那么通过函数msgsnd就可以往获得的队列中发送数据；队列中的每一个报文段占一个页面，页面的开头是结构msg_msgseg,真正的报文段大小是页面的大小减去结构msg_msgseg； <3>库函数msggrcv——报文接受 <4>库函数msgctl ——报文机制的控制和设置 管道的缺点之一是缺乏对管道的控制手段，也缺乏获取其状态信息（如已经有多少个字节在管道中等待着读取），MSGCTL就提供了这样的功能；
共享内存 两个或者多个进程可以访问同一块内存空间；共享内存是最高效的IPC机制，因为共享内存并不需要缓存数据；这种高效带来的问题就是，我们必须用其它的辅助手段来同步进程对共享内存的访问，否则会产生竟态条件。 <1>shmget()—-创建一段新的共享内存或者获取一段已经存在的共享内存； int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg); key参数是一个键值，用来标识一段全局唯一的共享内存，size参数指定共享内存的大小，单位是字节； shmget中shmflg有两个特殊的标志：SHM_HUGETLB，类似于mmap的MAP_HUGETLB标志，系统将使用“大页面”来为共享内存分配空间；SHM_NORESERVE,类似于mmap的MAP_NORESERVE标志，对该共享内存执行写操作将触发SIGSEGV信号； <2>shmat()—-将内存区映射到本进程中的虚拟空间； <3>shmdt()—-将关联到shm_addr处的共享内存从进程中分离； <4>shmctl()—-对共享内存区进行管理和控制；
信号量 进程间的同步机制；程序对共享资源的访问的代码只是很短的一段，就是这一段代码引起了进程之间的竞态条件，我们称这段关键代码为临界区，共享资源叫做临界资源； 信号量中的P、V操作，现有信号量SV； P—–如果SV大于0，就减1，如果为0，则挂起； V—–如果有进程因为等待信号量SV而挂起，就唤醒；如果没有，则将SV加1；
