2018-11-06

進(jìn)程通信方法：

套接字socket

a、使用socket通信的方式實(shí)現(xiàn)起來簡單，可以使用因特網(wǎng)域和UNIX域來實(shí)現(xiàn)，使用因特網(wǎng)域可以實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)之間的進(jìn)出通信。
b、該方式自身攜帶同步機(jī)制，不需要額外的方式來輔助實(shí)現(xiàn)同步。
c、隨進(jìn)程持續(xù)。

共享內(nèi)存

a、最快的一種通信方式，多個(gè)進(jìn)程可同時(shí)訪問同一片內(nèi)存空間，相對(duì)其他方式來說具有更少的數(shù)據(jù)拷貝，效率較高。
b、需要結(jié)合信號(hào)燈或其他方式來實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程間同步，自身不具備同步機(jī)制。
c、隨內(nèi)核持續(xù)，相比于隨進(jìn)程持續(xù)生命力更強(qiáng)。

管道

a、較早的一種通信方式，缺點(diǎn)明顯：只能用于有親緣關(guān)系進(jìn)程之間的通信；只支持單向數(shù)據(jù)流，如果要雙向通信需要多創(chuàng)建一個(gè)管道來實(shí)現(xiàn)。
b、自身具備同步機(jī)制。
c、隨進(jìn)程持續(xù)。

命名管道(FIFO)

a、是有名管道，所以支持沒有親緣關(guān)系的進(jìn)程通信。和共享內(nèi)存類似，提供一個(gè)路徑名字將各個(gè)無親緣關(guān)系的進(jìn)程關(guān)聯(lián)起來。但是也需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)描述符來實(shí)現(xiàn)雙向通信。
b、自身具備同步機(jī)制。
c、隨進(jìn)程持續(xù)。

信號(hào)

a、這種通信可攜帶的信息極少。不適合需要經(jīng)常攜帶數(shù)據(jù)的通信。
b、不具備同步機(jī)制，類似于中斷，什么時(shí)候產(chǎn)生信號(hào)，進(jìn)程是不知道的。

消息隊(duì)列

a、與共享內(nèi)存和FIFO類似，使用一個(gè)路徑名來實(shí)現(xiàn)各個(gè)無親緣關(guān)系進(jìn)程之間的通信。消息隊(duì)列相比于其他方式有很多優(yōu)點(diǎn)：它提供有格式的字節(jié)流，減少了開發(fā)人員的工作量；消息具有類型（system V）或優(yōu)先級(jí)（posix）。其他方式都沒有這些優(yōu)點(diǎn)。
b、具備同步機(jī)制。
c、隨內(nèi)核持續(xù)。

線程通信同步機(jī)制

1、鎖機(jī)制

互斥鎖：提供了以排它方式阻止數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被并發(fā)修改的方法?；コ怄i的作用就是互斥，mutual exclusive，是用來保護(hù)臨界區(qū)(critical section)的。所謂臨界區(qū)就是代碼的一個(gè)區(qū)間，如果兩個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行就有可能出問題，所以需要互斥鎖來保護(hù)。

自旋鎖是一種互斥鎖的實(shí)現(xiàn)方式而已，相比一般的互斥鎖會(huì)在等待期間放棄cpu，自旋鎖（spinlock）則是不斷循環(huán)并測試鎖的狀態(tài)，這樣就一直占著cpu。

讀寫鎖：允許多個(gè)線程同時(shí)讀共享數(shù)據(jù)，而對(duì)寫操作互斥。

條件變量：可以以原子的方式阻塞進(jìn)程，直到某個(gè)特定條件為真為止。對(duì)條件測試是在互斥鎖的保護(hù)下進(jìn)行的。條件變量始終與互斥鎖一起使用。

2、信號(hào)量機(jī)制：包括無名線程信號(hào)量與有名線程信號(hào)量

信號(hào)量（semaphore）是一種更高級(jí)的同步機(jī)制，mutex可以說是semaphore在僅取值0/1時(shí)的特例。Semaphore可以有更多的取值空間，用來實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的同步，而不單單是線程間互斥。

3、信號(hào)機(jī)制：類似于進(jìn)程間的信號(hào)處理。

協(xié)程

協(xié)程，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine。
協(xié)程的概念很早就提出來了，但直到最近幾年才在某些語言（如Lua）中得到廣泛應(yīng)用。

子程序，或者稱為函數(shù)，在所有語言中都是層級(jí)調(diào)用，比如A調(diào)用B，B在執(zhí)行過程中又調(diào)用了C，C執(zhí)行完畢返回，B執(zhí)行完畢返回，最后是A執(zhí)行完畢。

所以子程序調(diào)用是通過棧實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)線程就是執(zhí)行一個(gè)子程序。子程序調(diào)用總是一個(gè)入口，一次返回，調(diào)用順序是明確的。而協(xié)程的調(diào)用和子程序不同。

協(xié)程看上去也是子程序，但執(zhí)行過程中，在子程序內(nèi)部可中斷，然后轉(zhuǎn)而執(zhí)行別的子程序，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再返回來接著執(zhí)行。注意，在一個(gè)子程序中中斷，去執(zhí)行其他子程序，不是函數(shù)調(diào)用，有點(diǎn)類似CPU的中斷。

比如子程序A、B：
def A():
    print '1'
    print '2'
    print '3'

def B():
    print 'x'
    print 'y'
    print 'z'

假設(shè)由協(xié)程執(zhí)行，在執(zhí)行A的過程中，可以隨時(shí)中斷，去執(zhí)行B，B也可能在執(zhí)行過程中中斷再去執(zhí)行A，
結(jié)果可能是：

1
2
x
y
3
z

但是在A中是沒有調(diào)用B的，所以協(xié)程的調(diào)用比函數(shù)調(diào)用理解起來要難一些。
看起來A、B的執(zhí)行有點(diǎn)像多線程，但協(xié)程的特點(diǎn)在于是一個(gè)線程執(zhí)行，那和多線程比，協(xié)程有何優(yōu)勢？
最大的優(yōu)勢就是協(xié)程極高的執(zhí)行效率。因?yàn)樽映绦蚯袚Q不是線程切換，而是由程序自身控制，因此，沒有線程切換的開銷，和多線程比，線程數(shù)量越多，協(xié)程的性能優(yōu)勢就越明顯。

第二大優(yōu)勢就是不需要多線程的鎖機(jī)制，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)線程，也不存在同時(shí)寫變量沖突，在協(xié)程中控制共享資源不加鎖，只需要判斷狀態(tài)就好了，所以執(zhí)行效率比多線程高很多。
因?yàn)閰f(xié)程是一個(gè)線程執(zhí)行，那怎么利用多核CPU呢？最簡單的方法是多進(jìn)程+協(xié)程，既充分利用多核，又充分發(fā)揮協(xié)程的高效率，可獲得極高的性能。