管道 Pipe

实质：内核缓冲区。

进程以先进先出的方式从缓冲区存取数据，管道一端的进程顺序的将数据写入缓冲区，另一端的进程则顺序的读出数据。

当缓冲区读空或者写满时，有一定的规则控制相应的读进程或者写进程进入等待队列，
当空的缓冲区有新数据写入或者满的缓冲区有数据读出来时，就唤醒等待队列中的进程继续读写。

优点：

简单
确保数据被其他进程拿走

缺点：

单向传播
效率低下
只能传送无格式字节流，要求传输双方事先约定格式
不能进行定位读写
大小受到限制

匿名管道

使用”|”。只能是有亲缘关系的进程之间进行通信。

命名管道

有名管道的名字存在于文件系统中，内容存放在内存中。

mkfifo pip
echo "context hello world" > pip  # write
cat < pip  # read

等到管道内容被读取，写命令才结束。

信号 Signal

异步通信方式。主要是用于异常情况的通信。进程有三种方式响应：执行默认操作，捕捉信号，忽略信号。

Linux系统中常用信号：
（1）SIGHUP：用户从终端注销，所有已启动进程都将收到该进程。系统缺省状态下对该信号的处理是终止进程。
（2）SIGINT：程序终止信号。程序运行过程中，按Ctrl+C键将产生该信号。
（3）SIGQUIT：程序退出信号。程序运行过程中，按Ctrl+\键将产生该信号。
（4）SIGBUS和SIGSEGV：进程访问非法地址。
（5）SIGFPE：运算中出现致命错误，如除零操作、数据溢出等。
（6）SIGKILL：用户终止进程执行信号。shell下执行kill -9发送该信号。
（7）SIGTERM：结束进程信号。shell下执行kill 进程pid发送该信号。
（8）SIGALRM：定时器信号。
（9）SIGCLD：子进程退出信号。如果其父进程没有忽略该信号也没有处理该信号，则子进程退出后将形成僵尸进程。

信号来源：

硬件来源：用户按键输入Ctrl+C退出、硬件异常如无效的存储访问等。
软件终止：终止进程信号、其他进程调用kill函数、软件异常产生信号。

优点：

信号可以在任何时候发给某一进程，而无需知道该进程的状态。

消息队列 Message Queue

存放在内核（匿名管道是存放在内存）中的消息链表，每个消息队列由消息队列标识符表示。

生产者、消费者。

两种类型的消息队列：POSIX消息队列以及System V消息队列。

优点：

解耦：生产者只负责写数据，谁来取不需要关心
异步：无需等待其他进程读取马上返回
限流：避免系统因为请求高并发崩溃
实现消息的随机查询

缺点：

发送消息太慢（进行拷贝）
难以保证高可用
数据存储问题
消息的重复消费

两个进程的虚拟内存映射到相同物理内存实现。

优点：

解决拷贝所消耗的时间

缺点：

多进程竞争内存造成数据错乱

信号量 Semaphore

优点：

解决了线程安全问题，实现多个同类资源的多线程互斥和同步（有序访问）

套接字 Socket

支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看做是不同主机之间的进程进行双向通信的端点，
简单的说就是通信的两方的一种约定，用套接字中的相关函数来完成通信过程。

特性

（1）域
指定套接字通信中使用的网络介质。
最常见的套接字域有两种：
一是AF_INET，它指的是Internet网络。当客户使用套接字进行跨网络的连接时，
它就需要用到服务器计算机的IP地址和端口来指定一台联网机器上的某个特定服务，
所以在使用socket作为通信的终点，服务器应用程序必须在开始通信之前绑定一个端口，服务器在指定的端口等待客户的连接。
另一个域AF_UNIX，表示UNIX文件系统，它就是文件输入/输出，而它的地址就是文件名。

（2）端口号
每一个基于TCP/IP网络通讯的程序(进程)都被赋予了唯一的端口和端口号，
端口是一个信息缓冲区，用于保留Socket中的输入/输出信息，
端口号是一个16位无符号整数，范围是0-65535，
以区别主机上的每一个程序（端口号就像房屋中的房间号），
低于256的端口号保留给标准应用程序，比如pop3的端口号就是110，
每一个套接字都组合进了IP地址、端口，这样形成的整体就可以区别每一个套接字。

（3）套接字协议类型
因特网提供三种通信机制：
一是流套接字，流套接字在域中通过TCP/IP连接实现，
同时也是AF_UNIX中常用的套接字类型。
流套接字提供的是一个有序、可靠、双向字节流的连接，
因此发送的数据可以确保不会丢失、重复或乱序到达，而且它还有一定的出错后重新发送的机制。
二个是数据报套接字，它不需要建立连接和维持一个连接，
它们在域中通常是通过UDP/IP协议实现的。它对可以发送的数据的长度有限制，
数据报作为一个单独的网络消息被传输,它可能会丢失、复制或错乱到达，
UDP不是一个可靠的协议，但是它的速度比较高，因为它并一需要总是要建立和维持一个连接。
三是原始套接字，原始套接字允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、 ICMP协议，它常用于检验新的协议实现，或者访问现有服务中配置的新设备，因为RAW SOCKET可以自如地控制Windows下的多种协议，能够对网络底层的传输机制进行控制，所以可以应用原始套接字来操纵网络层和传输层应用。
比如，我们可以通过RAW SOCKET来接收发向本机的ICMP、IGMP协议包，
或者接收TCP/IP栈不能够处理的IP包，也可以用来发送一些自定包头或自定协议的IP包。
网络监听技术很大程度上依赖于SOCKET_RAW。

优点：