进程间通信 IPC
进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指两个或多个独立进程之间交换数据、传递信号、协调执行的机制。现代 OS 把每个进程关在独立的虚拟地址空间里——A 进程写的内存地址 0x4000 与 B 进程的 0x4000 毫无关系，这种隔离是保护的基石，但也让"进程之间交换数据"成了必须由 OS 专门提供的能力。IPC 就是 OS 在隔离之上挖出的受控通道：没有 IPC，浏览器无法把网页交给渲染进程，shell 无法把命令结果传给管道下游，微服务无法跨机器互相调用。
IPC 机制按数据流向与协调方式可分为两大类：①数据传递类——一方把字节流/消息/结构化数据搬给另一方，包括管道（匿名 pipe / 命名 FIFO）、消息队列、套接字（socket）；②共享存储类——多方映射同一块物理内存直接读写，最快但需自配同步，包括共享内存与配对的信号量（semaphore）。此外还有用于异步通知的信号（signal，如 SIGINT/SIGKILL）与用于跨机透明调用的 RPC（远程过程调用）。本叶是 OS 并发体系的 TIER 1 核心——理解每种 IPC 的速度、范围、同步语义与适用场景，才能在 shell 管道、多进程架构、微服务、分布式系统中做出正确选型。
评价
优点
- 打破进程隔离：让独立地址空间的进程能安全交换数据，是 shell 管道、多进程架构、微服务通信的基础
- 机制丰富可选：从最快的共享内存到最通用的套接字，速度/范围/复杂度梯度覆盖各类场景
- 跨机延伸：套接字与 RPC 让 IPC 从单机扩展到网络，成为分布式系统的通信根基
- 标准化：POSIX 统一了 pipe/msg/sem/shm/socket 接口，Linux/macOS/Unix 程序可移植
缺点
- 同步复杂：共享内存需自配信号量，管道有阻塞/死锁边界，信号是异步中断难处理，并发 bug 难诊断
- 性能差异大：消息队列/套接字有内核拷贝与上下文切换开销，选错机制（如用 socket 跑高频 IPC）会拖垮性能
- 生命周期与可靠性：匿名管道随进程消亡、消息队列可能丢消息、网络套接字会断连，需要上层处理可靠性与顺序
- 安全面：IPC 通道（共享内存/消息队列/FIFO/端口）若权限配置不当，可能被同机或跨机进程窃听/篡改
本叶地图
- 入门 —— 为何需要 IPC、通信两大类（数据传递 vs 同步）、各机制概览、速度/范围对比
- 管道、消息队列与套接字 —— 匿名 pipe（父子进程、半双工）、命名 FIFO（任意进程）、消息队列（内核结构化消息）、套接字（跨机网络）、信号（异步通知）
- 共享内存与 RPC —— 共享内存（最快 IPC、需配信号量）、mmap、RPC（stub 序列化）、各 IPC 机制对比表
- 参考 —— IPC 机制对比大表、代码模板、选型决策、易错点、权威链接