《UNIX網絡程式設計 卷2：程序間通信（第2版）》——1.2 程序、線程與資訊共享

本節書摘來自異步社群《unix網絡程式設計 卷2：程序間通信（第2版）》一書中的第1章，第1.2節，作者：【美】w. richard stevens著，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

按照傳統的unix程式設計模型，我們在一個系統上運作多個程序，每個程序都有各自的位址空間。unix程序間的資訊共享可以有多種方式。圖1-1對此作了總結。

（1）左邊的兩個程序共享存留于檔案系統中某個檔案上的某些資訊。為通路這些資訊，每個程序都得穿越核心（例如read、write、lseek等）。當一個檔案有待更新時，某種形式的同步是必要的，這樣既可保護多個寫入者，防止互相串擾，也可保護一個或多個讀出者，防止寫入者的幹擾。

（2）中間的兩個程序共享駐留于核心中的某些資訊。管道是這種共享類型的一個例子，system v消息隊列和system v信号量也是。現在通路共享資訊的每次操作涉及對核心的一次系統調用。

（3）右邊的兩個程序有一個雙方都能通路的共享記憶體區。每個程序一旦設定好該共享記憶體區，就能根本不涉及核心而通路其中的資料。共享該記憶體區的程序需要某種形式的同步。

注意沒有任何東西限制任何ipc技術隻能使用兩個程序。我們講述的技術适用于任意數目的程序。在圖1-1中隻展示兩個程序是為了簡單起見。

線程

雖然unix系統中程序的概念已使用了很久，一個給定程序内多個線程（thread）的概念卻相對較新。posix.1線程标準（稱為“pthreads”）是于1995年通過的。從ipc角度看來，一個給定程序内的所有線程共享同樣的全局變量（也就是說共享記憶體區的概念對這種模型來說是内在的）。然而我們必須關注的是各個線程間對全局資料的同步通路。同步盡管不是一種明确的ipc形式，但它确實伴随許多形式的ipc使用，以控制對某些共享資料的通路。

本書中我們講述程序間的ipc和線程間的ipc。我們假設有一個線程環境，并作類似如下形式的陳述：“如果管道為空，調用線程就阻塞在它的read調用上，直到某個線程往該管道寫入資料。”要是你的系統不支援線程，那你可以将該句子中的“線程”替換成“程序”，進而提供“阻塞在對空管道的read調用上”的經典unix定義。然而在支援線程的系統上，隻有對空管道調用read的那個線程阻塞，同一程序中的其餘線程才可以繼續執行。向該空管道寫資料的工作既可以由同一程序中的另一個線程去做，也可以由另一個程序中的某個線程去做。