多个进程之间需要协同来完成某项任务：
eg:
cat log.txt | gerp "hehe"
具备通信的的前提条件：
因为进程具有独立性，所以不能在两个进程各自的区域来进行通信，就好比警察和黑帮的卧底，需要用纸条来通信，所以不能在各自的地盘,所以OS需要给需要通信的进程提供一个内存空间
并且两个进程之间都可以看到一个公共的资源（空间）
操作系统的很多模块都可以提供公共空间
管道通信
- 匿名管道
- 命名管道
System V IPC
- System V 消息队列
- System V 共享内存
- System V 信号量
POSIX IPC
- 消息队列
- 共享内存
- 信号量
- 互斥量
- 条件变量
- 读写锁
对于文件系统来说，被打开的文件在文件描述符表里有对应的fd (文件描述符)
当一个进程fork()后，子进程会拷贝父进程的大部分资源，其中就包括文件struct files_struct，当然，**file* fd_array **也拷贝过去，即文件描述符表
所以子进程能指向和父进程同一个被打开的文件所以子进程创建后，打开的文件和父进程指向的是同一个文件
此时就初步具备了通信的条件，这个空间是由文件系统提供的，文件在磁盘里
但是，文件系统需要访问外设(即磁盘)，所以访问速度相对较慢
有一种内存级的文件，他没有对应的磁盘文件，但是有自己的file结构体,这个实现是操作系统本身用联合体实现的，这个细节实现是OS去操作的。
对于每个struct file都有
1.file的操作办法 2. 内核缓冲区
对于一个struct file，可以不指向磁盘中的文件，因为这个实现是操作系统来实现的
所以操作系统在内存中创建一个不指向磁盘中任何文件的struct file，即只有一个结构体，这个结构体里当然也具备了1.file的操作办法 2. 内核级缓冲区,所以进程之间可以通过这个匿名文件的缓冲区来进行通信
当父进程打开一个内存级文件的时候，fork子进程，子进程也具备了指向该内存级文件，所以父子进程可以用这个内存级文件来进行通信，不需要访问磁盘就可以完成，所以速度就会大大提升，这个文件没有名字，所以叫做匿名管道
如下图
管道在生活中就是用来单向传输的，一头输入一头只输出
管道需要读和写，所以一个父进程需要同时具备读和写权限的属性才能
fork子进程，要不然子进程没办法进行读或者写但是又不能父子进程两个都写，或者都读，只能一方写，一方读
所以创建过程如下：
fd,如果没关，万一没关可能会被不小心访问到
⭐管道是一个父进程分别以读和写方式打开一个内存级文件，并通过fork创建一个子进程，各自再关闭对应的读写端，进而形成一条通信信道，这样的信道是基于文件的，所以叫做：管道
匿名管道 ：目前只能用来进行父子进程间通信
#include <unistd.h>
//功能:创建一无名管道
//原型
int pipe(int fd[2]);
//输出型参数
fd：文件描述符数组,其中fd[0]表示读端, fd[1]表示写端
返回值:成功返回0，失败返回错误代码
联想记忆法 : 1. fd[0]：0比作嘴巴，读东西，读端
2. fd[1]: 1比作笔，写东西，写端
在fork子进程后，父子进程是读还是写，那么就关闭不用的一个，fork()之后各自关掉不用的描述符
读慢，写快
写的速度>读的速度，管道也是有最大容量的
所以当管道被写满时，将不在继续写，直至读端读走数据有可以写的空间，写端才继续写
读快，写慢
读的速度>写的速度
因为读速度大于写速度，所以当读端读完管道内的内容时，此时已经没有内容可读了，那么进程将阻塞在read函数这里，等待写端写，直至管道内有数据可继续读
写端关闭，读端不关闭
当管道写端关闭时，读端读完管道内的数据时，如果再次去读没有数据的管道会返回0，相当于读到了EOF
读端关闭，写端不关闭
读关闭，操作系统将给进程法信号，终止写端，因为不需要读的话，就是浪费系统资源，操作系统会强制终止写端
1.mkfifo函数创建命名管道
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname,mkde_t mode);
pathname : 要创建命名管道的目录和文件名
返回值
成功返回 0 ，失败返回 -1
命名管道的文件类型是p
2.命名管道的原理
在进程中打开命名管道文件的方法跟普通文件一样
struct file,然后将其地址放到task_struct中的files_struct中的文件描述符表中struct file
3.两个无血缘进程间的通信
让两个进程看到同一份命名管道，然后分别选择一个读和写
注意细节：当只有一端打开命名管道时，eg:只打开读端，另一端还没就绪，此时打开的一端会阻塞自己，等待另一端就绪
共享内存区是最快的
IPC形式，一旦这个shm与进程地址空间映射，那么无需通过内核进行通信，直接通过一个内存进行通信，但是由于共享内存只能在本地进行多个进程间通信，所以就慢慢的被淘汰掉了了
key，生成一个独一无二的key，其他进程（人）进来需要key，创建共享内存时候要传这个key就好比开个房间
如上图，通过页表映射到各自的进程地址空间，从而实现两个进程可以实现进程间通信
key*#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
//pathname放一个指定的路径即可，proj_id指定一个数值即可，但是记得另一个进程对应得这两个参数也要一样
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
//key即上边得Key , size为开辟共享内存得大小单位是字节
参数：shmflg 是一个用标志位代表的一个参数有两个IPC_CREAT,IPC_EXCL
IPC_CREAT : 如果没有那么创建共享内存，如果已经有了，那么返回共享内存的
shmidIPC_EXCL : 该宏必须和IPC_CREAT一起使用，否则没有意义。当shmget取IPC_CREAT|IPC_EXCL时，表示如果发现信号集已经存在，则返回-1，错误码为EEXIST。
创建时必须加上创建共享内存的权限码0600
//1.创建时一般用下边这个
int shmid=shmget(key,4096,IPC_EXCL|IPC_CREAT|0600);
//2.获取时用下边的这个
int _shmid=shmget(key,4096,IPC_CREAT);
返回值 ：成功返回共享内存的shmid，失败返回-1
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
参数: hm_addr指定共享内存连接到当前进程中的地址位置，通常为空（nullptr），表示让系统来选择共享内存的地址。
shm_flg是一组标志位，通常为0
int shmdt(const void *shmaddr);
参数shmaddr是shmat()函数返回的地址指针，调用成功时返回0，失败时返回-1.
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
- IPC_STAT：把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值，即用共享内存的当前关联值覆盖shmid_ds的值。
- IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds结构中给出的值
- IPC_RMID：删除共享内存段
- 返回值 : 失败返回 -1
为什么要让不同的进程看到同一份公共资源呢---->为了不同进程之间进行通信，协同工作等------>那么就让不同的进程看到同一份资源------->提出产生公共资源的方法----->过程中遇到问题------>数据不一致问题，比如还没有写完另一边就开始读取了
临界资源 ： 被保护起来的公共资源被称作临界资源(临界资源占少数，因为大部分资源都是各自进程自身的，只有进程要通信并且防止被打扰才会进行保护，所以临界资源在这个条件下占少数)
临界资源(内存，文件，网络等)是要被使用的，如何被进程使用呢？进程存在对这部分资源的使用方法代码，由这部分代码来实现，那么这部分代码区域被称作临界区 ，其他区域则被称作非临界区
如何保护：互斥和同步
原子操作 ： 对于一件事情 , 要么就一开始就不做，要么做了就做完
对于共享资源的使用：1.作为一个整体 2.拆分成若干个部分使用
所有的进程在访问公共资源的前提下，需要先申请信号量------>所以必须进程都能看到信号量，那么信号量也是一个公共资源----->所以信号量也要保证自己的安全------->所以信号量进行++或者- -操作是原子性的
那么， 对于信号量获取资源进行信号量--的操作被称为P操作
对于信号量回收资源进行信号量++的操作被称为V操作
系统的IPC资源常见的有：消息队列，共享内存，信号量等
这些资源都包括了两个结构体：1.自身的结构体例如struct shm_ds或者sem_ds 2.struct ipc_prem
这些资源是由OS统一管理的，OS会创建一个数组 : ipc_prem *prems[ ];，由这个数组统一管理ipc资源
shm_ds