信号量和共享内存
进程间通信的几种方法
进程间通信的几种方法进程间通信是计算机系统中一种非常常见的需求，它允许多个进程在不同的地址空间中共享资源，实现信息的共享以及通信。
在计算机系统中，进程间通信的方法会根据使用的网络类型以及网络的连接有所不同。
对于进程间通信的方法，一般可以分为以下几种：（一）共享内存共享内存是一种最简单的进程间通信的方式，也是当今使用最为普遍的进程间通信方法。
在此方法中，多个进程可以访问共享内存区域，这样它们就可以直接在内存中进行通信，而且支持多个进程同时读取和写入内存中的数据，能满足多样化的通信需求，从而提高了系统的效率。
但是，由于这种方法不能实现两个进程之间的“双向”通信，因此它只能适用于一些特定的应用场景，而不能满足一般的进程间通信需求。
（二）消息传递消息传递是进程之间通信的常见方法，它允许两个进程之间进行双向通信，同时还能可靠地传输数据。
在消息传递中，多个进程可以通过将自己的传输内容发送到指定的消息服务器来实现进程间通信。
消息服务器会将这些内容发送到另一个进程，以便双方进行通信。
简单的消息传递本质上是一种客户端/服务器架构，而处理多个进程之间的通信时，可以使用一种名为“发布/订阅”的模型。
在这种模型中，发送者会将消息（即发布）发布到消息服务器上，而接收者（即订阅）可以订阅消息服务器上的那些发布消息。
（三）管道（PIPES）管道是另一种常用的进程间通信模式，它可以实现进程间的双向通信。
在管道模式中，多个进程共享一个双向管道，它们可以在这个双向管道上进行双向通信，也就是说，管道的一端可以用来发送数据，另一端可以用来接收数据。
与消息传递不同，管道不需要使用额外的服务器，因此它可以更快地传输数据，但是它也有很大的局限性，无法跨越网络，仅限于同一台机器上的多个进程之间的通信。
（四）信号量信号量是一种重要的进程间通信机制，它可以用来实现同步和互斥操作，使多个进程都能够按照规定的方式来完成工作，从而实现协作和通信。
信号量原理是通过一个数值来控制多个进程对共享资源的访问，当这个数值为正时，它允许多个进程访问共享资源，当这个数值为0时，它就不允许多个进程访问共享资源。
利用semaphore实现shm进程通信
利用semaphore实现shm进程通信一.进程通信方式简介总结起来，进程通信包括：其中，信号量+共享存储区、消息传递，称作XSI IPC（InterProcess Communication）。
二. 信号量+共享存储区的进程间通信2.1 共享存储问题分析本文介绍的进程通信方法，是在内存中开辟一块共享内存区，再利用信号量实现访问的互斥、阻塞、初始化判别。
共享存储的原理如图1所示：图1 共享存储机制的物理、逻辑示意图假设进程A、B需要相互通信，则各自设一个结构体来存储共享存储（以下简称shm）的描述信息。
其中，shm_A.shmkey=shm_A.shmkey，shm_A.shmid=shm_A.shmid，但是，shm_A.shmdata_pointer与shm_B.shmdata_pointer 是不想等的，道理很简单：两者分别在不同的进程，它们各自描述自己所在进程的shm的虚拟地址，然后通过内核映射到内存中shm的物理地址（SharedAddr）。
A、B（或者更多的进程，本文只介绍两个进程）通信，自然引发出如何互斥、如何同步的问题。
A、B不能同时访问SharedAddr，解决互斥问题，即可实现异步通信，即：接收方需要数据时，就访问SharedAddr；发送方需要更新数据时，就直接往SharedAddr写数据。
另外一个需求就是，接收方希望即时获取新的数据，即：发送方一更新数据，接收方立刻获取到新的数据，这样就要求接收端可以休眠（或阻塞）等待新数据。
以上两个问题可以利用信号量（以下简称sem）来解决：使用两个信号量，一个用于互斥、一个用于唤醒通知。
引进信号量以后，又有一个新的问题：多个进程使用同一个key的sem，而一个sem的创建其实只需要一次初始化，引用sem时如何知道这个sem是否已经经过初始化了呢？我们知道，sem是信号量集，还可以再加一个信号量，利用此信号量标志sem已经初始化了。
综上所述，基于shm通信，可利用3个semaphore，以下简称为：SEM_MUTEXT、SEM_BLOCKING、SEM_INITIAL。
线程间通信的几种机制
线程间通信的几种机制一、引言在多线程编程中，线程间通信是一个重要的概念。
多线程程序中的线程通常需要协调合作以完成任务，而线程间通信就是实现不同线程之间的信息交流和资源共享的机制。
本文将介绍线程间通信的几种常见机制，包括共享内存、消息传递、信号量和管道等。
二、共享内存共享内存是一种常用的线程间通信机制，它允许不同的线程访问同一块内存区域。
通过共享内存，线程可以直接读写内存中的数据，实现数据的共享和传递。
常见的共享内存实现方式有：1.内存映射：将一段内存映射到多个进程的地址空间，实现共享。
多个线程可以通过读写内存映射区域来进行通信。
2.共享变量：多个线程通过访问同一个全局变量来实现通信。
需要注意的是，为了防止竞争条件和数据不一致，需要使用锁机制来保护共享变量的访问。
使用共享内存的优点是通信效率高，因为线程之间无需通过额外的通信机制来传递数据。
但是需要注意的是，共享内存的使用需要保证对共享数据的访问是线程安全的，否则容易引发数据竞争等问题。
三、消息传递消息传递是另一种常见的线程间通信机制，它通过在线程之间传递消息来实现通信。
每个线程都有自己的消息队列，线程可以向消息队列发送消息，也可以从消息队列接收消息。
常见的消息传递实现方式有：1.队列：使用队列数据结构来实现消息的发送和接收。
多个线程可以共享同一个队列，通过入队和出队操作来进行通信。
2.信号量：使用信号量来控制消息的发送和接收。
线程通过调用信号量的P操作来发送消息，通过调用V操作来接收消息。
消息传递的优点是线程之间解耦合，每个线程只需要关注自己的消息队列即可，不需要关心其他线程的状态和实现细节。
但是消息传递的效率相对较低，因为线程之间需要通过消息队列来传递数据。
四、信号量信号量是一种用于实现线程间同步和互斥的机制。
通过信号量，线程可以等待某个特定的事件发生或者获得对某个共享资源的独占访问权限。
常见的信号量有：1.二进制信号量：也称为互斥锁，用于实现对共享资源的互斥访问。
Python中的进程间通信
Python中的进程间通信进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）是一种进程之间传递数据和消息的方式。
在操作系统中，进程是程序在运行时分配给它的内存空间和系统资源的实例。
不同的进程可能运行在不同的计算机上或者同一台计算机上的不同CPU中。
进程间通信是实现多个进程相互合作完成任务的必要手段之一。
进程间通信的方式可以分为多种，包括管道、消息队列、共享内存、信号量等。
Python通过提供不同的模块实现了这些方式，使得进程可以在Python中相互通信，完成不同的任务，实现高效的协作。
1.管道（Pipe）管道是在两个进程之间建立的一条通信通道，可以进行双向通信。
通常情况下，一个进程的输出被重定向到管道中，另一个进程则从管道中读取输入。
在Python中可以使用os模块的pipe()方法来建立管道。
示例代码：```pythonimport ospipe = os.pipe()pid = os.fork()if pid == 0:#子进程从管道中读取数据os.close(pipe[1])data = os.read(pipe[0], 1024)print(f"子进程读取到的数据：{data}") os._exit(0)else:#父进程向管道中写入数据os.close(pipe[0])os.write(pipe[1], b"Hello, Pipe!")os.wait()```在上面的代码中，我们先调用了pipe()方法创建了一个管道，然后使用fork()方法创建了一个子进程。
子进程从管道中读取数据，父进程则向管道中写入数据，最终等待子进程结束。
2.消息队列（Message Queue）消息队列是一种进程间通信机制，可以在不同的进程之间传递消息。
消息队列通常是先进先出的，每个消息都有一个标识符来标记其类型。
在Python中可以使用sysv_ipc模块来使用消息队列。
进程间通信的方式有哪些？
进程间通信的⽅式有哪些？
进程间通信的⽅式有哪些？
1、进程间通讯⽅式有：管道，信号，信号量，消息队列，共享内存，套接字共六种
2、管道：管道分为有名管道和⽆名管道，其中⽆名管道是⼀种半双⼯的通信⽅式，数据只能单向流动，⽽且只能在具有亲缘关系的进程间使⽤，⼀般⽤于两个不同进程之间的通信。
有名管道也是⼀种半双⼯的通信⽅式，但它允许⽆亲缘关系进程间的通信。
3、信号：信号是⼀种⽐较复杂的通信⽅式，信号产⽣的条件：按键、硬件异常、进程调⽤kill函数将信号发送给另⼀个进程、⽤户调⽤kill命令将信号发送给其他进程，传递的消息⽐较少⽤于通知接收进程某个时间已经发⽣
4、信号量：信号量是⼀个计数器，可以⽤来控制多个线程对共享资源的访问，它不是⽤于交换⼤批数据，⽽⽤于多线程之间的同步。
他常作为⼀种锁机制。
因此，主要作为进程间以及同⼀个进程内不同线程之间的同步⼿段
5、消息队列：消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，消息队列克服了信号传递信息少，管道只能承载⽆格式字节流以及缓冲区⼤⼩受限等特点。
6、共享内存：共享内存就是映射⼀段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由⼀个进程创建，但多个进程都可以访问。
他往往与其他通信机制，如信号量配合使⽤，来实现进程间的同步和通信。
7、套接字：套接字可⽤于不同及其间的进程通信。
流式套接字: 提供可靠的，⾯向连接的通讯流
数据包套接字：定义⼀种⽆连接的服务，通过相互独⽴的报⽂进⾏传输，是⽆序的。
system v进程间通信原理
system v进程间通信原理
System V进程间通信原理指的是在Unix-like操作系统中，通过System V的机制进行进程间通信的原理。
System V提供了三种主要的进程间通信方式：消息队列、信号量和共享内存。
1. 消息队列：进程通过将消息发送到消息队列中，然后其他进程可以从队列中接收这些消息。
消息队列是一种先进先出的数据结构，确保消息的有序传递。
发送和接收进程必须使用特定的标识符来访问消息队列。
2. 信号量：信号量是一个计数器，用于控制多个进程对共享资源的访问。
进程可以对信号量进行P（通过资源）和V（释放资源）操作。
当一个进程需要访问共享资源时，它先进行一次P操作，如果信号量大于0，则允许进程访问资源，然后进程对信号量进行一次V操作来释放资源。
如果信号量等于0，则进程必须等待，直到信号量大于0。
3. 共享内存：共享内存是一块被多个进程共享的内存区域。
多个进程可以将共享内存映射到它们自己的地址空间中，并可以直接访问这些共享内存。
共享内存的读取和写入速度较快，但需要确保多个进程之间对共享内存的访问是同步和互斥的，以避免数据不一致的问题。
System V进程间通信原理的核心思想是通过一系列的系统调
用来实现进程间的信息传递和资源共享，从而实现进程之间的协作和同步。
线程间通信的几种方法java
一、概述线程是多任务处理中的一个重要概念，而线程间通信则是在多个线程处理不同任务的情况下，需要进行数据共享和交流的重要问题。
在Java语言中，线程间通信的方式有多种，本文将对几种常用的线程间通信方法进行介绍和分析。
二、共享内存1. 共享内存是一种通过在多个线程之间共享变量来进行通信的方式。
在Java中，可以使用共享变量来实现线程间通信，例如使用volatile关键字进行变量的共享。
2. 共享内存的优点是实现简单，但在多线程并发操作时会导致数据不一致问题，需要谨慎处理同步和顺序性的问题。
三、管程（Monitor）和synchronized关键字1. 管程是一种通过对象的加锁和解锁来进行线程间通信的方式。
在Java中，可以使用synchronized关键字对共享对象进行加锁和解锁，实现线程间的同步和互斥操作。
2. 管程的优点是可以有效解决共享变量操作的同步和顺序性问题，但在使用synchronized关键字时需要注意避免死锁和性能问题的发生。
四、w本人t()、notify()和notifyAll()方法1. w本人t()、notify()和notifyAll()是Object类中定义的几种用于线程间通信的方法。
2. w本人t()方法可以让线程等待，并释放对象的锁；notify()方法可以唤醒一个等待的线程；notifyAll()方法可以唤醒所有等待的线程。
3. 使用w本人t()、notify()和notifyAll()方法可以实现线程间的协作和通信，但需要注意避免虚假唤醒和线程安全问题。
五、并发队列（ConcurrentQueue）1. 并发队列是一种通过队列数据结构来实现线程安全的共享对象，通常用于生产者-用户模式的线程间通信。
2. Java中提供了ConcurrentLinkedQueue和BlockingQueue等并发队列实现，可以实现多线程间的数据交换和共享，避免了手动同步和加锁的操作。
六、信号量（Semaphore）和倒计数器（CountDownLatch）1. 信号量和倒计数器是两种用于控制并发线程执行顺序和数量的同步工具。
ipc键值
ipc键值IPC键值是指在进程间通信中，用于识别和表示不同资源和对象的一个标识符。
IPC（InterProcess Communication）是指进程间通信，是一种在操作系统中，使得不同进程之间可以相互协作与交换信息的技术。
在实现基于IPC的程序交互时，进程需要通过IPC键值来标识进程间通信的资源和对象。
IPC键值通常是一个整型数据类型，它只是一个标识符，用于在IPC中查找和识别资源和对象。
IPC键值可以是在系统范围内唯一的，也可以是进程范围内唯一的，这要根据具体的实现来决定。
IPC键值在Unix/Linux系统中被广泛应用，包括进程间通信、共享内存、消息队列等。
以下是三种基于IPC的通信方式和IPC键值在其中的应用。
一、共享内存共享内存是一种进程间通信方式，为多个进程或者线程之间共享同一块内存区域提供了方便的方法。
在共享内存中，进程通过IPC键值来访问共享内存区域。
在共享内存的实现中，使用系统资源管理器system V IPC来管理进程间共享内存区域的创建、销毁、访问等功能。
它通过IPC键值识别不同的共享内存区域，在访问共享内存区域时需要使用共享内存的IPC键值来进行标识和查找。
二、消息队列消息队列是一种常用的进程间通信方式，多个进程可以通过消息队列来发送和接收消息。
在消息队列的实现中，使用IPC键值来唯一标识不同的消息队列。
消息队列使用system V IPC来管理不同的消息队列，每一个消息队列有一个唯一的IPC键值来标识。
进程可以通过该IPC键值来打开和访问不同的消息队列，发送和接收消息。
三、信号量信号量是一种进程间同步方式，用于控制多个进程对共享资源的访问。
在进程之间的信号量通信中，使用IPC键值来标识不同的信号量。
在信号量的实现中，使用system V IPC来管理不同的信号量集。
每一个信号量集有一个唯一的IPC键值来标识。
进程可以通过该IPC 键值来打开和访问不同的信号量集，进程通过信号量集的相关操作，操作共享变量，并实现进程之间的同步和互斥。
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信号量(semaphore)Kless0329 （实现同步）
一种是系统调用，一种是调用linux库函数
信号量实现同步：
A B两个程序打印AA B
B 使每一次都连着打印A或B 只需一对信号量val= 1 A(p(0),v(0)) B(p(0),v(0)) p(0):是对val值为0的信号量进行p操作
AB两个程序进行读写同步，A写一个，B读一个，需要两对信号量（val= 1和val = 0，A( p(1),v(0) ) B( p(0),v(1) ) ）
一、系统调用（2）<sys/sem.h>
1、创建信号量（semget），成功后设置信号量的值(semctl) == 另一个进程获取信号量
2、进行pv操作(semop)
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
通过key获取semid
pv 操作就是对senbuf 里面的内容进行改动sem_num 只有一个，所以下标就是0
删除时是删除信号量集
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
3、删除信号量(semctl)
注意：删除操作必须在pv操作结束后进行（与共享内存对比）
只需删除一次，不论在哪个进程中删除都可以
1、创建
2、操作
3、删除
二、调用库函数（3）<semaphore.h>
value :信号量的初始化值
和大多数linux函数一样，这些函数成功是返回0，失败时返回-1
三、命令删除
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
如果
Pv操作中
Struct sembuf buf;
Buf.sem_flg = SEM_UNDO; // SEM_NOW AIT 不赋值就会在程序结束后系统自动删掉
（如果将pv操作中的Buf.sem_flg = SEM_UNDO;
则必须在完成各种操作之后删除，因为如果不删除，程序结束后，系统不会自动
共享内存kless0402 （实现进程间的通信（IPC）有三个：管道，信号，共享内存）
系统调用（2）<sys/shm.h>
1、每个进程都有自己的逻辑地址
2、共享内存：一个物理内存被多个进程来访问
目的：是用来进行进程之间通信，（信号，共享内存，管道）
创建：专门开辟一个某个大小的内存，用来作为共享内存
3、达到共享内存需要的函数
1、Shmget: 全新创建，或是获取
2、Shmat: 将共享内存映射到某个进程shm_addr = NULL 原因：该进程的某个位置，让他自动判断，因为和硬件关联度大
3、Shmdt: 断开，使内存不映射到该进程
4、Shmctl: “删除内存”cmd = IPC_RMID (可以在断开之前删除，与信号量对比)
5、只需删除一次
（可以在断开之前删除）
若程序结束后，未删除，系统不会自动删除
7、不断开，会自动断开，但不会删除，不论在那个映射的进程中删除都可以
8、linux服务器中，我用命令ipcs 去查看时，看到如下数据
key shmid owner perms bytes nattch status
ox00 3501612 root 600 10734227 384 dest
ox00 3501613 apache 666 10000 0
dest 表示共享内存段已经被删除，但是仍然有程序在连接着它
“status栏中列出当前共享内存的状态,当该段内存的mode字段设置了SHM_DEST位时就会显示"dest"字样,
当用户调用shmctl的IPC_RMID时,内核首先看有多少个进程还和这段内存关联着,如果关联数为0,就会销毁(释放)这段内存,否则就设置这段内存的mode位SHM_DEST,”
6、创建一个共享内存，从A程序中输入字符串，从B程序中输出字符串，并用信号量做同步（shm.c shm1.c (sem.c)）
0 1 v 3 p //信号量初始化为0 在A中先写v操作
在B中先写p操作
1、创建（shmget()）
2、映射（shmat()）
3、删除（shmctl()）（可将buf置为NULL）
4、命令删除
一般经验：
大多数linux中的库函数，失败：-1 成功：0
大多数linux中的系统调用，成功：与操作有关的标识符或其它或-1，失败：0
消息队列kless0405 提供一种从一个进程向一个进程发送一个数据块的方法，每个数据块都被认为含有一个类型。
（系统调用函数）<sys/msg.h>
1、和管道相比：
未解决管道满时的阻塞问题
优势：它独立于发送和接收进程而存在，这消除了在同步命名管道的打开和关闭时产生的一些困难。
提供了一种在两个不相关的进程之间传递数据的相当有效的方法
1、所用到的函数（系统调用2）
取消，不会有影响）
2、添加消息（了解各个参数及返回值）
3、接收消息（了解各个参数及返回值）
第四个参数，接收消息的类型
4、控制操作（删除。
）（了解各个参数及返回值）
5、命令删除
消息的类型
Struct message
{
long type; //必须为long型
char buff []; //为数据，类型视需要而写
}
有名管道
也可以启动一个进程（视情况而定）
四、管道、共享内存、消息机制三者的区别和联系及优缺点。
管道：固定了两个进行通信的进程
共享内存：多个进程之间的通信
消息机制：独立于接受和发送进程。