同步机制条件变量
1> 条件变量本质上也是一个临界资源，维护了一个队列，当消费者要想指向前，先进入等待队列中，直到生产者唤醒后，才能执行
2> 由于多个消费者线程要进入等待队列时，可能产生竞态，为了解决该竞态，同样要引入互斥机制
3> 条件变量表示一个生产者和多个消费者之间的同步关系，而消费者和消费者之间没有同步关系
条件变量的API
创建条件变量
初始化条件变量
消费者线程进入等待队列
唤醒消费者线程
销毁条件变量
进程间的通信
通信概念
1> 多个线程之间的信息通信可以使用全局变量来完成，只需注意同步互斥机制即可
2> 多个进程之间的信息通信，不可用使用全局变量完成，因为多个进程之间用户空间是独立的，每个进程拥有自己的全局变量
3> 可以使用外部文件完成多个进程之间通信，一个进程向文件中写入数据，另一个进程从文件中读取数据。但是由于进程的调度是时间片轮询机制，不确定哪个进程先执行，所以该方案需要在多进程同步的基础上完成
4> 由于多个进程之间用户空间是独立的，但是内核空间是共享的，所以可以利用内核空间完成通信，一个进程向内核空间写入数据，另一个进程可以从内核空间取出数据
通信方式
1、内核提供了三种通信方式：无名管道、有名管道、信号
2、System V提供了三种通信方式：消息队列、共享内存、信号量（信号灯集）
3、套接字通信
管道
1> 在内核空间创建出一个特殊的文件（管道文件）
2> 对于管道文件中的数据操作是一次性的，当管道中的数据被读取后，就不存在了
3> 管道分为无名管道和有名管道：无名管道仅用于亲缘进程间的通信，而有名管道，既可以用于亲缘进程间通信，也可以用于非亲缘进程间通信
4> 管道的通信是半双工通信方式：
单工：只能A进程向B进程发送数据
半双工：同一时刻，只能A向B发数据或B向A发数据
全双工：同一时刻，AB进程可以互发消息
5> 管道遵循先进先出的原则：先写入的数据会先读取出来
6> 一个管道被打开后，会产生两端，分别是读端和写端，当两端全部都被关闭后，管道在内核中就消失了
7> 由于管道存在内核空间，对管道的操作只能使用系统调用（文件IO），而且不能使用lseek移动光标
无名管道
1> 无名管道：顾名思义就是没有名字的管道，不存在于文件系统中，管道文件创建出来后，在内存中存放
2> 由于在内存中存放，没有文件系统中的名字，所以，一个进程创建出来的无名管道文件，其他进程是没有办法打开的，所以该方式不适用于非亲缘进程间通信
3> 无名管道，只适用于亲缘进程间通信，并且，需要在创建子进程之前将管道文件打开
4> 无名管道的api
#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);
5> 管道的特性
1、可以使用无名管道完成自己跟自己通信
2、管道的大小为：64K
3、管道的读写特点
当读端存在时：写管道有多少写多少，直到写满64k后，在write处阻塞
当读端不存在时：写管道写入数据后，会导致管道破裂
当写端存在时：读管道有多少读多少，没有数据的话，在read处阻塞
当写端不存在时：读管道有多少读多少，没有数据的话，不会在read处阻塞
有名管道
1> 有名管道：顾名思义就是有名字的管道，存储在文件系统中
2> 有名管道的操作也是一次性的，数据被读取后，就没有了
3> 虽然存储在外部磁盘上，但是，不用于存储信息，只是用于进程间通信
4> 有名管道既可以用于亲缘进程间通信，也可以用于非亲缘进程间的通信
5> 有名管道的api5> 有名管道的api
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
信号
信号基本概念
1> 信号是软件模拟硬件中的中断，中断是硬件实现的，信号是软件实现的
2> 中断：停止当前正在进行的事情，去执行其他事情，执行结束后，继续执行自己的事
3> 一个进程可以给另一个进程发送信号；用户也可以给一个进程发送信号；内核可以向进程发送信号
4> 信号通信，属于异步通信：两个进程各干各的，互不影响
5> 信号处理方式：默认（一般是杀死进程）、忽略、捕获（捕获信号去做另一件事）
信号的种类及功能
信号绑定函数（signal）
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
信号发送函数（kill、raise）
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
#include <signal.h>
int raise(int sig);
System V进程间通信（IPC对象）
1> 种类：
消息队列：在内核空间维护了一个队列，所有进程都可以向队列中存放数据，也可以从队列中取出数据
共享内存：将物理内存映射出来，共所有进程使用
信号量（信号灯集）：主要完成进程的同步工作
2> 关于IPC的相关指令
ipcs: 查看所有IPC对象的详细信息
ipcs -q:只查看消息队列的详细信息
ipcs -m:只查看共享内存的详细信息
ipcs -s:只查看信号量的详细信息
ipcrm -q/-m/-s ID：表示删除指定的消息队列、共享内存、信号量
3> 关于系统5提供的进程间通信对象，都需要使用一个key值
消息队列
消息队列的API
1、创建key值
2、创建消息队列
3、向消息队列中存放数据
4、从消息队列中取消息
5、消息队列的控制函数
共享内存
1> 所谓共享内存，是将物理内存映射到不同的进程中，不同进程直接对映射出来的共享内存进行操作，无需进行用户空间和内核空间的切换
共享内存的相关API
1、创建key值
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
2、申请物理内存，创建出共享内存段2、申请物理内存，创建出共享内存段
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
3、将共享内存映射到用户空间
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
4、取消共享内存的映射
int shmdt(const void *shmaddr);
5、共享内存的控制函数
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
