Inter-Process Communication (IPC)

雖然過去mobo在課堂上曾經介紹過，我也曾經印了一本書放在 lab 拜，不過直到今天我還是沒機會在實作上使用這個技術，所以早就忘光了。本來晚上想要繼續研究 arburg function 跟想辦法解決nb不能切磁區來裝ubuntu的問題，但在家實在無法做，就又來整理一下資料了。

顧名思義，IPC 就是數種在 MultiProcess 下相互溝通的方法，其實不只是 process，甚至可推及 thread 間及 computer 間的溝通。這些技術包含像 synchronization, message passing, shared memory, memory-mapped files, pipe, socket…等等。我就我能理解的簡單介紹一下。

synchronization

這個應該是最多人使用過的技術，通常是用在thread間資料同步的溝通，OS課本上聽過的 critical section, mutex, monitor, semaphore等，很多語言是用 thread join 的方式實作，win32 api則是用handle搭配 WaitForSingleObject ，要注意的問題不外乎是 deadlock 跟 race condition，這些細節在 design pattern 中會有些 case 有解說，日後有機會再介紹。

shared memory

這個看英文就知道它是什麼，只是不同的平台有不同的實作方式，像最近很夯的Cuda就有自己提供 c++ library 給我們用，那算是硬體層面自行提供的。如果是在軟體層，兩個 processes 要共用同一塊記憶體時，POSIX 有提供 shm_open，搭配 mmap 就可以實作；在Windows上，shared memory跟shared file一樣都是用 CreateFileMapping。雖然它們在實作上可能有將資料寫到硬碟上，但至少在程式中你看到的會是一整塊的記憶體而非一個檔案。

memory-mapped file

大家可以參考一下msdn上的這張圖。

這東西跟讀寫檔其實沒兩樣，如果process間共用的資料如果非常大，讀寫的機制又不會很複雜的話，這是個不錯的選擇。

pipe

依照wiki的說法，pipe分成 anonymous pipe 跟 named pipe，其實就是仿照硬體 pipeline 的行為，在process間開一條或數條線來放資料。在Unix上，pipe()是個system call；在Windows上則是使用CreatePipe再搭配ReadFile或WriteFile。

socket

雖然很簡單，卻是十分好用的方法，就是不同的process透過socket互傳資料，無論是走tcp/ip還是rtp都可以，在同一台電腦上的話速度還非常的快，唯一的缺點是資料一筆不能太大。這個方法wiki將之歸納為 named pipe 的一種。

後記

其實寫這篇文章，加上請教keiko、wiki、google的時間大約花兩個多小時，寫出來的東西還是只有一點點實在很悶，但沒辦法沒實作過的話也沒什麼心得，無法分享這些作法可應用在哪些不同的情況。以後如果有收集到新資料再補上囉。