41、进程间通信：管道、信号量、共享内存与消息队列

进程间通信：管道、信号量、共享内存与消息队列

1. 进程间使用管道传递数据

在进程间传递数据时，管道是一种常用的方式。主要有以下两种类型的管道：
- 无名管道 ：可通过 popen 或 pipe 调用创建。结合 pipe 和 dup 调用，能将一个程序的数据传递到另一个程序的标准输入。
- 命名管道 ：可用于在不相关的程序之间传递数据。

最后，还可以实现一个简单的客户端/服务器示例，使用FIFOs不仅能实现进程同步，还能实现双向数据流。

2. 信号量的基本概念

2.1 临界区问题

在多用户系统、多进程系统或两者结合的环境中编写程序时，常常会遇到临界区代码。例如，在使用 dbm 访问数据库的示例中，如果多个程序同时更新数据库，数据可能会被损坏。这些实际执行数据更新且需要独占执行的代码部分就是临界区，通常只是大型程序中的几行代码。

2.2 解决临界区问题的方法

为防止多个程序同时访问共享资源导致的问题，需要一种生成和使用令牌的方法，使临界区每次只允许一个执行线程访问。以下是一些相关方法：
- Dekker算法 ：能确保一个程序独占访问特定资源，但它依赖“忙等待”或“自旋锁”，在Linux等多任务环境中会浪费CPU资源。
- 使用 O_EXCL 标志