新基建是否會(huì)引爆人工智能市場(chǎng)

有一次面試的時(shí)候，被問(wèn)到進(jìn)程之間有哪些通信方式，不過(guò)由于之前沒(méi)深入思考且整理過(guò)，說(shuō)的并不好。想必大家也都知道進(jìn)程有哪些通信方式，可是我猜很多人都是靠著”背“來(lái)記憶的，所以今天的這篇文章，講給大家詳細(xì)著講解他們是如何通信的，讓大家盡量能夠理解他們之間的區(qū)別、優(yōu)缺點(diǎn)等，這樣的話(huà)，以后面試官讓你舉例子，你也能夠順手拈來(lái)。

1、管道

我們來(lái)看一條 Linux 的語(yǔ)句

netstat -tulnp | grep 8080

學(xué)過(guò) Linux 命名的估計(jì)都懂這條語(yǔ)句的含義，其中”|“是管道的意思，它的作用就是把前一條命令的輸出作為后一條命令的輸入。在這里就是把 netstat -tulnp 的輸出結(jié)果作為 grep 8080 這條命令的輸入。如果兩個(gè)進(jìn)程要進(jìn)行通信的話(huà)，就可以用這種管道來(lái)進(jìn)行通信了，并且我們可以知道這條豎線(xiàn)是沒(méi)有名字的，所以我們把這種通信方式稱(chēng)之為匿名管道。

并且這種通信方式是單向的，只能把第一個(gè)命令的輸出作為第二個(gè)命令的輸入，如果進(jìn)程之間想要互相通信的話(huà)，那么需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)管道。

居然有匿名管道，那也意味著有命名管道，下面我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)命名管道。

mkfifo test

這條命令創(chuàng)建了一個(gè)名字為 test 的命名管道。

接下來(lái)我們用一個(gè)進(jìn)程向這個(gè)管道里面寫(xiě)數(shù)據(jù)，然后有另外一個(gè)進(jìn)程把里面的數(shù)據(jù)讀出來(lái)。

echo “this is a pipe” 》 test // 寫(xiě)數(shù)據(jù)

這個(gè)時(shí)候管道的內(nèi)容沒(méi)有被讀出的話(huà)，那么這個(gè)命令就會(huì)一直停在這里，只有當(dāng)另外一個(gè)進(jìn)程把 test 里面的內(nèi)容讀出來(lái)的時(shí)候這條命令才會(huì)結(jié)束。接下來(lái)我們用另外一個(gè)進(jìn)程來(lái)讀取

cat 《 test // 讀數(shù)據(jù)

我們可以看到，test 里面的數(shù)據(jù)被讀取出來(lái)了。上一條命令也執(zhí)行結(jié)束了。

從上面的例子可以看出，管道的通知機(jī)制類(lèi)似于緩存，就像一個(gè)進(jìn)程把數(shù)據(jù)放在某個(gè)緩存區(qū)域，然后等著另外一個(gè)進(jìn)程去拿，并且是管道是單向傳輸?shù)摹?/p>

這種通信方式有什么缺點(diǎn)呢？顯然，這種通信方式效率低下，你看，a 進(jìn)程給 b 進(jìn)程傳輸數(shù)據(jù)，只能等待 b 進(jìn)程取了數(shù)據(jù)之后 a 進(jìn)程才能返回。

所以管道不適合頻繁通信的進(jìn)程。當(dāng)然，他也有它的優(yōu)點(diǎn)，例如比較簡(jiǎn)單，能夠保證我們的數(shù)據(jù)已經(jīng)真的被其他進(jìn)程拿走了。我們平時(shí)用 Linux 的時(shí)候，也算是經(jīng)常用。

2、消息隊(duì)列

那我們能不能把進(jìn)程的數(shù)據(jù)放在某個(gè)內(nèi)存之后就馬上讓進(jìn)程返回呢？無(wú)需等待其他進(jìn)程來(lái)取就返回呢？

答是可以的，我們可以用消息隊(duì)列的通信模式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，例如 a 進(jìn)程要給 b 進(jìn)程發(fā)送消息，只需要把消息放在對(duì)應(yīng)的消息隊(duì)列里就行了，b 進(jìn)程需要的時(shí)候再去對(duì)應(yīng)的

消息隊(duì)列里取出來(lái)。同理，b 進(jìn)程要個(gè) a 進(jìn)程發(fā)送消息也是一樣。這種通信方式也類(lèi)似于緩存吧。

這種通信方式有缺點(diǎn)嗎？答是有的，如果 a 進(jìn)程發(fā)送的數(shù)據(jù)占的內(nèi)存比較大，并且兩個(gè)進(jìn)程之間的通信特別頻繁的話(huà)，消息隊(duì)列模型就不大適合了。因?yàn)?a 發(fā)送的數(shù)據(jù)很大的話(huà)，意味發(fā)送消息（拷貝）這個(gè)過(guò)程需要花很多時(shí)間來(lái)讀內(nèi)存。

哪有沒(méi)有什么解決方案呢？答是有的，請(qǐng)繼續(xù)往下看。

3、共享內(nèi)存

共享內(nèi)存這個(gè)通信方式就可以很好著解決拷貝所消耗的時(shí)間了。

這個(gè)可能有人會(huì)問(wèn)了，每個(gè)進(jìn)程不是有自己的獨(dú)立內(nèi)存嗎？?jī)蓚€(gè)進(jìn)程怎么就可以共享一塊內(nèi)存了？

我們都知道，系統(tǒng)加載一個(gè)進(jìn)程的時(shí)候，分配給進(jìn)程的內(nèi)存并不是實(shí)際物理內(nèi)存，而是虛擬內(nèi)存空間。那么我們可以讓兩個(gè)進(jìn)程各自拿出一塊虛擬地址空間來(lái)，然后映射到相同的物理內(nèi)存中，這樣，兩個(gè)進(jìn)程雖然有著獨(dú)立的虛擬內(nèi)存空間，但有一部分卻是映射到相同的物理內(nèi)存，這就完成了內(nèi)存共享機(jī)制了。

4、信號(hào)量

共享內(nèi)存最大的問(wèn)題是什么？沒(méi)錯(cuò)，就是多進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)存的問(wèn)題，就像類(lèi)似于我們平時(shí)說(shuō)的線(xiàn)程安全問(wèn)題。如何解決這個(gè)問(wèn)題？這個(gè)時(shí)候我們的信號(hào)量就上場(chǎng)了。

信號(hào)量的本質(zhì)就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥與同步。例如信號(hào)量的初始值是 1，然后 a 進(jìn)程來(lái)訪問(wèn)內(nèi)存1的時(shí)候，我們就把信號(hào)量的值設(shè)為 0，然后進(jìn)程b 也要來(lái)訪問(wèn)內(nèi)存1的時(shí)候，看到信號(hào)量的值為 0 就知道已經(jīng)有進(jìn)程在訪問(wèn)內(nèi)存1了，這個(gè)時(shí)候進(jìn)程 b 就會(huì)訪問(wèn)不了內(nèi)存1。所以說(shuō)，信號(hào)量也是進(jìn)程之間的一種通信方式。

5、Socket

上面我們說(shuō)的共享內(nèi)存、管道、信號(hào)量、消息隊(duì)列，他們都是多個(gè)進(jìn)程在一臺(tái)主機(jī)之間的通信，那兩個(gè)相隔幾千里的進(jìn)程能夠進(jìn)行通信嗎？

答是必須的，這個(gè)時(shí)候 Socket 這家伙就派上用場(chǎng)了，例如我們平時(shí)通過(guò)瀏覽器發(fā)起一個(gè) http 請(qǐng)求，然后服務(wù)器給你返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，這種就是采用 Socket 的通信方式了。

所以，進(jìn)程之間的通信方式有：

1、管道

2、消息隊(duì)列

3、共享內(nèi)存

4、信號(hào)量

5、Socket

講到這里也就完結(jié)了，之前我看進(jìn)程之間的通信方式的時(shí)候，也算是死記硬背，并沒(méi)有去理解他們之間的關(guān)系，優(yōu)缺點(diǎn)，為什么會(huì)有這種通信方式。