进程间通信的几种方法性能

进程间通信（IPC）是指在操作系统中不同进程之间传递数据或信息的机制。面对这种机制，不同的IPC方法会有不同的性能表现。本文将从多个角度分析各种不同IPC方法的性能表现。

1.管道（Pipe）

管道是Unix系统中最古老的IPC机制。管道是一个具有固定大小的缓冲区（存放待传递内容）和两个文件描述符的通信机制。管道可以被用来在父进程和子进程间传递数据。由于管道是单向的，所以在进行双向通信时需要同时创建两个管道。

对于管道的优点是：（1）实现简单，使用方便；（2）可以在多个进程之间通信，基本覆盖了绝大多数IPC的需求。对于缺点来说，（1）管道是单向的，不适用于双向通信；（2）数据量过大时，需要等待读取；（3）不支持多工程序设计，不能在一个程序内同时处理两个或多个管道。

2.命名管道（Named Pipe）

命名管道是Unix/Linux系统中的一种特殊文件，可以在不同进程间进行通信。与管道不同的是，命名管道可以被多个进程同时打开，多道数据具有写入和读取的方式。

对于命名管道的优点来说：（1）可以实现多个进程之间的通信；（2）不仅支持单向传递，也可以实现双向通信。

但是，相较于管道，命名管道的性能表现就不太理想：（1）命名管道的文件路径和文件类型较为相似，在处理时需要十分小心，防止出错；（2）在数据传递过程中需要将数据保存在导入文件中，再进行数据的导出，在数据量过大的情况下，对于磁盘的压力较大。

3.消息队列（Message Queue）

消息队列是Linux系统中最通用的IPC机制，可以在多个进程之间传递数据或信号。与管道和命名管道不同，消息队列既支持单向通信，也支持双向通信，彻底解决了“管道是单向数据传输”的问题。

对于消息队列的优点来说：（1）可以实现多路同步拥塞；（2）可以使用复杂的数据结构，传递大量的数据；（3）可以存放多条信息以供以后使用。

但是，我们还是需要注意消息队列存在的缺点：（1）它需要在系统中分配内存空间，如果消息队列数量过多，将增加操作系统负担；（2）这种类型的IPC在处理多个客户端的连接时不太灵活。

4.共享内存（Shared Memory）

共享内存是Unix/Linux系统中最快的IPC机制之一。共享内存是指使多个进程在自己私有空间下共享相同的内存。对于共享内存，多个进程都拥有相同的物理内存地址，且可以同时访问和修改该数据，这种机制的IPC在处理信息路由和共享文件时很常见。

对于共享内存的优点来说：（1）可以实现高效的数据共享；（2）共享内存保持在内存中，比较快速；（3）共享内存易于使用和实现。

但是：（1）由于共享内存使多个进程共享同一内存区域，容易引发死锁；（2）共享内存的安全性较差，数据可以同时由多个进程修改，很难确保数据的正确性。

结论：

IPC方法有各有优劣，在实际开发中，开发人员应在需求和条件之间做出合理的选择。例如：若需要使用双向通信，则选择命名管道或使用双向管道；若大量数据需要传递，选择共享内存或消息队列，等等。总之，选择IPC方法必须要根据场景需求和应用条件的实现来选择。