进程、线程、协程的区别和通信方式

进程

进程,是操作系统资源分配(CPU时间片、内存空间)的最小单位。

进程通信:
每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到,所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开辟一块缓冲区,进程A把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程B再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信。

进程间通信有4种方式,以下从简单到复杂的方式出场:

1.管道(pipe)

管道是一种具有两个端点的通信通道,一个管道实际上就是只存在在内存中的文件,对这个文件操作需要两个已经打开文件进行,他们代表管道的两端,也叫两个句槟,管道是一种特殊的文件,不属于一种文件系统,而是一种独立的文件系统,有自己的数据结构,根据管道的使用范围划分为无名管道和命名管道。
无名管道用于父进程和子进程之间,通常父进程创建管道,然后由通信的子进程继承父进程的读端点句柄和写端点句柄,或者父进程有读写句柄的子进程,这些子进程可以使用管道直接通信,不需要通过父进程。
命名管道,命名管道是为了解决无名管道只能在父子进程间通信而设计的,命名管道是建立在实际的磁盘介质或文件系统(而不是只存在内存中),任何进程可以通过文件名或路径建立与该文件的联系,命名换到需要一种FIFO文件(有先进先出的原则),虽然FIFO文件的inode节点在磁盘上,但仅是一个节点而已,文件的数据还是存在于内存缓冲页面中,和普通管道相同。

2.信号

信号,用于接受某种事件发生,除了用于进程间通信之外,进程还可以发送信号给进程本身。除了系统内核和root之外,只有具备相同id的进程才可以信号进行通信。

3.消息队列

消息队列是消息的链表,包括Posix消息队列和system v消息队列(Posix常用于线程,system常用于进程),有权限的进程可以向消息队列中添加消息,有读权限的进程可以读走消息队列的消息。
消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流及缓冲区大小受限等缺陷。

4.共享内存

共享内存使多个进程可以访问同一块内存空间,是最快的IPC形式,是针对其他通信方式运行效率低而设计的,往往与其他进程结合使用,如与信号量结合,来达到进程间的同步与互斥。传递文件最好用共享内存的方式。

linux常用的进程间的通讯方式
(1)、管道(pipe):管道可用于具有亲缘关系的进程间的通信,是一种半双工的方式,数据只能单向流动,允许一个进程和另一个与它有共同祖先的进程之间进行通信。
(2)、命名管道(named pipe):命名管道克服了管道没有名字的限制,同时除了具有管道的功能外(也是半双工),它还允许无亲缘关系进程间的通信。命名管道在文件系统中有对应的文件名。命名管道通过命令mkfifo或系统调用mkfifo来创建。
(3)、信号(signal):信号是比较复杂的通信方式,用于通知接收进程有某种事件发生了,除了进程间通信外,进程还可以发送信号给进程本身;linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外,还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction(实际上,该函数是基于BSD的,BSD为了实现可靠信号机制,又能够统一对外接口,用sigaction函数重新实现了signal函数)。
(4)、消息队列:消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息,被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺
(5)、共享内存:使得多个进程可以访问同一块内存空间,是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制,如信号量结合使用,来达到进程间的同步及互斥。
(6)、内存映射:内存映射允许任何多个进程间通信,每一个使用该机制的进程通过把一个共享的文件映射到自己的进程地址空间来实现它。
(7)、信号量(semaphore):主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。

(8)、套接字(Socket):更为一般的进程间通信机制,可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的,但现在一般可以移植到其它类Unix系统上:Linux和System V的变种都支持套接字。

线程

线程是CPU调度、程序执行的最小单位。线程间通信主要通过等待/通知机制…

协程

协程由程序自身控制子程序执行,有极高的执行效率,是比线程更轻量级的存在。

请我吃辣条吧~~ 谢谢打赏
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