程序間的幾種通信方式的比較和線程間的幾種通信方式

近日想總結下程序間，線程間的通信方式，在網上搜尋了下，感覺寫的很好，照搬過來，當做加深記憶。

幾種程序間的通信方式

（1） 管道（pipe）：管道是一種半雙工的通信方式，資料隻能單向流動，而且隻能在具有血緣關系的程序間使用。程序的血緣關系通常指父子程序關系。

（2）有名管道（named pipe）：有名管道也是半雙工的通信方式，但是它允許無親緣關系程序間通信。

（3）信号量（semophore）：信号量是一個計數器，可以用來控制多個程序對共享資源的通路。它通常作為一種鎖機制，防止某程序正在通路共享資源時，其他程序也通路該資源。是以，主要作為程序間以及同一程序内不同線程之間的同步手段。

（4）消息隊列（message queue）：消息隊列是由消息組成的連結清單，存放在核心中 并由消息隊列辨別符辨別。消息隊列克服了信号傳遞資訊少，管道隻能承載無格式位元組流以及緩沖區大小受限等缺點。

（5）信号（signal）：信号是一種比較複雜的通信方式，用于通知接收程序某一事件已經發生。

（6）共享記憶體（shared memory）：共享記憶體就是映射一段能被其他程序所通路的記憶體，這段共享記憶體由一個程序建立，但多個程序都可以通路，共享記憶體是最快的IPC方式，它是針對其他程序間的通信方式運作效率低而專門設計的。它往往與其他通信機制，如信号量配合使用，來實作程序間的同步和通信。

（7）套接字（socket）：套接口也是一種程序間的通信機制，與其他通信機制不同的是它可以用于不同及其間的程序通信。

幾種線程間的通信機制

1、鎖機制

     1.1 互斥鎖：提供了以排它方式阻止資料結構被并發修改的方法。

     1.2 讀寫鎖：允許多個線程同時讀共享資料，而對寫操作互斥。

     1.3 條件變量：可以以原子的方式阻塞程序，直到某個特定條件為真為止。對條件測試是在互斥鎖的保護下進行的。條件變量始終與互斥鎖一起使用。

2、信号量機制：包括無名線程信号量與有名線程信号量

3、信号機制：類似于程序間的信号處理。

線程間通信的主要目的是用于線程同步，是以線程沒有象程序通信中用于資料交換的通信機制。

程序和線程的差別？

定義：

程序是具有一定獨立功能的程式關于某個資料集合上的一次運作活動,程序是系統進行資源配置設定和排程的一個獨立機關.

線程是程序的一個實體,是CPU排程和分派的基本機關,它是比程序更小的能獨立運作的基本機關.線程自己基本上不擁有系統資源,隻擁有一點在運作中必不可少的資源(如程式計數器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個程序的其他的線程共享程序所擁有的全部資源.

.關系

一個線程可以建立和撤銷另一個線程;同一個程序中的多個線程之間可以并發執行.

相對程序而言，線程是一個更加接近于執行體的概念，它可以與同程序中的其他線程共享資料，但擁有自己的棧空間，擁有獨立的執行序列。

3.差別

程序和線程的主要差别在于它們是不同的作業系統資源管理方式。程序有獨立的位址空間，一個程序崩潰後，在保護模式下不會對其它程序産生影響，而線程隻是一個程序中的不同執行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨的位址空間，一個線程死掉就等于整個程序死掉，是以多程序的程式要比多線程的程式健壯，但在程序切換時，耗費資源較大，效率要差一些。但對于一些要求同時進行并且又要共享某些變量的并發操作，隻能用線程，不能用程序。

1) 簡而言之,一個程式至少有一個程序,一個程序至少有一個線程.

2) 線程的劃分尺度小于程序，使得多線程程式的并發性高。

3) 另外，程序在執行過程中擁有獨立的記憶體單元，而多個線程共享記憶體，進而極大地提高了程式的運作效率。

4) 線程在執行過程中與程序還是有差別的。每個獨立的線程有一個程式運作的入口、順序執行序列和程式的出口。但是線程不能夠獨立執行，必須依存在應用程式中，由應用程式提供多個線程執行控制。

5) 從邏輯角度來看，多線程的意義在于一個應用程式中，有多個執行部分可以同時執行。但作業系統并沒有将多個線程看做多個獨立的應用，來實作程序的排程和管理以及資源配置設定。這就是程序和線程的重要差別。

4.優缺點

線程和程序在使用上各有優缺點：線程執行開銷小，但不利于資源的管理和保護；而程序正相反。同時，線程适合于在SMP機器上運作，而程序則可以跨機器遷移。