需求
一个进程（process）可以创建了多个子进程（child processes），而这些子进程又可以创建子子进程，最终，就形成了一个进程树，如下图所示：
这些相关联的子进程可能需要进行相互通讯以同步状态，这就涉及到进程间通信（Interprocess Communication, IPC）。
类似地，进程有时也需要和其他独立的进程进行通信（两个通信的进程没有父子关系）。比如，在 shell 管道（pipeline），一个进程的输出作为另一个进程的输入，这也是进程间通信。
对于线程而言，这也是类似的。因为同一个进程中的线程们共享同一块内存地址空间（address space）。因此，适用于进程间的通信机制当然也适用于线程之间。
进程间通信（Interprocess Communication, IPC）
进程间通信用于实现进程的同步和进程的互斥。
进程的同步与互斥的区别
进程的同步（synchronization）- 进程间的协作
进程的同步（synchronization），是进程之间的具有协作关系，是指系统中多个进程中发生的事件存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。
具体地说，一个进程运行到某一点时，要求另一个伙伴进程为它提供消息，在未获得消息之前，该进程进入阻塞态，获得消息后被唤醒进入就绪态。
进程的互斥（mutual exclusion）- 进程间的竞争
进程的互斥（mutual exclusion）是指进程之间具有竞争关系，即进程之间在任一时间，只能有一个进程进入临界区（critical regions）。
进程的互斥（mutual exclusion）可以看做是一种特殊的进程同步（synchronization）。
进程间通信方式
进程间通信可以通过以下几种方式：
- 数据传输（Data transfer）
- 管道（pipe）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，联系一个进程的输出和另一个进程的输入。写入在管道的尾部，读出在管道的头部。管道只能传送无格式的字节流。
- 套接字（socket）：也是进程间的通信机制，与其它通信机制不同的是，它可以用于不同机器间的进程通信。
- 共享内存（Shared memory）
- 消息通信（Message comunication）
- 消息队列（message queue）
- 操作系统提供的信息通信：send()/receive()
- 信号（Signal）
- 信号量（semaphores）和管程（monitors）
数据传输（Data transfer）
管道（pipe）
管道（pipe），是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，联系一个进程的输出和另一个进程的输入。写入在管道的尾部，读出在管道的头部。管道只能传送无格式的字节流。
在Linux上的管道分两种类型：
- 无名管道 PIPE（可用于父子间进程通信）
- 有名管道 FIFO（可用于任意两个进程间通信）
套接字（socket）
**套接字（socket）**也是进程间的通信机制，与其它通信机制不同的是，它还可以用于不同机器间的进程通信。
共享内存（Shared memory）
**共享内存（Shared memory）**就是映射一段可被其它进程所访问的内存，共享内存由一个进程创建，但是多个进程都可以访问。共享内存是最快的进程间通信方式（IPC），它是针对其它进程通信方式运行效率低的而专门设计的。它往往与其它通信机制。如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
- 在进程间共享内存
- 在线程之间共享内存（全局内存）
消息通信（Message comunication）
消息通信（Message comunication）具体又可细分为以下方式：
- 消息队列（message queue）
- 操作系统提供的信息通信：send()/receive()
- 信号（Signal）
- 锁（Lock）、信号量（semaphores）和管程（monitors）
消息队列（message queue）
早期的 Unix 通信机制一直用的信号能够传送的信息量有限，而管道则只能传送无格式的字节流，且受缓冲区大小限制。消息队列的出现就是为了克服这些缺点。消息队列实质是一个链表（linked list），并把消息看做链表中的每一个记录，具有特定的格式。消息消费后就会被删除。
主要有两种消息队列：
- POSIX 消息队列
- 系统 V 消息队列
方式 2 被广泛应用。系统 V 消息队列是随内核持续的，随人工删除、重启机器则会被删除，要求每个消息队列都在系统范围内对应唯一的键值。
信号（signal）
**信号（signal）**可用于进程间进行异步事件通知。比如在按下某个键、硬件异常（如除数为 0，无效的存储）、进程或用户 kill 函数等从而触发一个事件并且发送一个信号给另一个进程。一个信号的产生叫生成，接收到一个信号叫捕获。Linux 下常见的信号有 SIGKILL、SIGSTOP、SIGALRM 等等。信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。
信号量（semaphore）
**信号量（semaphore）**本质是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它也可以作为一种锁的机制，防止某进程正在访问临界区（共享资源）时，其它进程也访问该资源。因此它主要作为进程/线程之间同步的手段。
Reference
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《Modern Operating System 4th》
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互斥锁，同步锁，临界区，互斥量，信号量，自旋锁之间联系是什么？ - https://www.zhihu.com/question/39850927
-
linux 中进程间6种通信方式 - http://www.syyong.com/linux/6-communication-modes-between-processes-in-Linux.html
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读写自旋锁详解 - https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-rwspinlock1/index.html
-
操作系统原理（Operating Systems） - https://www.coursera.org/learn/os-pku/home/welcome