并发编程-进程

• 进程

• 线程

• 线程和进程的区别

• 进程间通讯

• 管道

• 消息队列

• 信号量

• 共享内存

• 套接字

• 消息队列和管道的区别

没有行动，懒惰就会生根发芽。
没有梦想，堕落就会生根发芽。
时间越长，根就越深，
到时候想站起来就是件很困难的事！

进程

进程是操作系统分配资源的最小单位，每个进程都是一个在运行中的程序，在windows中一个运行的xx.exe就是一个进程，他们都拥有自己独立的一块内存空间，一个进程可以有多个线程

线程

线程是操作系统调度的最小单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程可以运行多个线程，多个线程之间可以共享数据

线程和进程的区别

1. 本质区别：进程是操作系统资源分配的最小单元，线程是处理器任务调度和执行的最小单位

2. 资源开销：每个进程都有独立的代码和数据空间，进程之间的切换会有较大的开销，线程可以看做轻量级的进程

进程间通讯

管道

管道是内核管理的一个缓冲区，相当于内存中一个的小纸条,管道的一端连接着一个进程的输入，一端连接着另一个进程的输出，当管道中没有信息的话，从管道中读的进程会阻塞，直到另一端的进程放入信息，当管道中信息放满时，尝试放入信息的进程会阻塞，直到另一个端进程取出信息，当两个进程都结束时，管道也就结束了

特点：单向的，一端输入一端输出，采用先进先出FIFO模式，大小4K，满时写阻塞，空时读阻塞

分类：普通管道(仅父子进程间通讯)位于内存，命名管道位于文件系统，没有情缘关系的管道只要知道管道名也可以通讯

消息队列

消息队列可以看做是一个消息链表，只要线程有足够的权限，就可以往消息队列里面存消息和取消息，他独立于发送进程和接收进程，提供了一种从一个进程向另一个进程发送数据块的方法，每一个数据块都有一个消息类型(频道)和消息内容(节目),每个类型相互不受影响，类似于一个独立的管道

特点：全双工可读可写，生命周期跟随内核，每个数据块都有一个类型，接收者可以有不同的类型值，每个消息的最大长度是有上限的(MSGMAX)，字节数也是有上限的(MSGMNB)，系统上的消息队列总数也是有上限的(MSGMNI),

信号量

信号量本质上是一个计数器，它不以传送数据为目的，主要是用来保护共享资源，使得资源在一个时刻只有一个进程独享

原理：信号量只有等待和发送两种操作，即P(sv)和V(sv)两个操作都属于原子操作

P(sv):如果sv的值大于0，就给它减1；如果它的值为0，就挂起该进程的执行

V(sv):如果有其他进程因等待sv而被挂起，就让它恢复运行，如果没有进程因sv而挂起，就给他加1

共享内存

共享内存就是允许两个进程或多个进程共享一定的存储区，当一个进程改变了这个内存区域中的内容时，其他进程都会觉察到这个更改

特点：数据不需要在客户端和服务端之间来回复制，数据直接写到内存，减少了数次数据拷贝，是很快的一种IPC

缺点：共享内存没有任何的同步和互斥机制，需要使用信号量来实现对共享内存的存取和同步

套接字

套接字是一种允许两个不同进程进行通信的编程接口，通过套接字接口,可以使一台机器之间的进程可以相互通信，也可以使不同机器上的进程进行网络通信，套接字明确把客户端和服务端分开，实现了多个客户端连接到一个服务端

原理

服务端应用程序调用socket创建一个套接字，它是系统分配给服务端进程类似文件描述符的资源，不能与其他进程共享，服务端进程给这个套接字起一个名字，本地套接字的名字是Linux文件系统中的文件名，一般在/tmp或/usr/tmp中，网络套接字的名字与客户端连接的特定网络有关，通常叫做服务标识符(端口号),系统调用bind给套接字命名后，服务端进程就开始等待客户端的连接，命名后系统调用一个listen创建一个队列，用于存放客户端的连接，服务端用accept来接收客户端的连接，当有客户端连接时，服务端进程会创建一个与原有命名不同的新的套接字，这个套接字只用于与这个特定的客户端进行通信，原有套接字继续处理其他客户端的连接。

套接字的域：

1. AF_INET域:internet网络，是Novell NetWare网络协议的实现，也就是我们常说的IPV4

2. AF_INET6域：internet网络，是Novell NetWare网络协议的实现，我们常说的IPV6

3. AF_UNIX:unix文件系统域，底层协议的文件的输入和输出，地址就是文件名

4. AF_ISO域：基于ISO标准协议的网络

5. AF_XFS域：基于施乐(Xerox)的网络

   AF_INET域中的类型

6. 流套接字:通过TCP/IP连接实现,提供一个有序，可靠，双向字节流的连接，保证发送的数据不会丢失，复制，或乱序到达

7. 数据报套接字：通过UDP/IP实现，提供一个无序的，不可靠的服务，他不需要建立和维护连接，作为一个单独的网络消息被传输，可能会丢失，复制或乱序的到达，但开销很小，适用于单次查询，不保留连接信息

消息队列和管道的区别

1. 管道是跟随进程的，消息队列是跟随内核的，也就是说进程结束后，管道就结束了，但消息队列还会存在

2. 管道是文件，访问速度慢，消息队列是数据结构存放在内存，访问速度快

3. 管道是数据流式存取，消息队列是数据块式存取

人有两条路要走，一条是必须走的，一条是想走的，
你必须把必须走的路走漂亮，才可以走想走的路。