程序作為人類的發明，自然也免不了脫離人類的習性，也有通訊的需求。如果程序之間不進行任何通訊，那麼程序所能完成的任務就要大打折扣。人類的通訊方式無外乎對白（通過聲音溝通）、打手勢、寫信、發電報、擁抱等方法。同理，程序也可以通過同樣的方式來進行通訊。本篇我們就來看看程序的這些互動方式。
人們最常用的通訊手段就是對白，一方發出聲音，另一方接收聲音。而聲音的傳遞需要通過一些介質，例如：空氣（face to face）、線纜（有線**）等。類似的，程序對白就是乙個程序發出某種資料資訊，另外一方接收資料資訊，而這些資料資訊通過一片共享的儲存空間進行傳遞。
乙個程序向儲存空間的一端寫入資訊，另乙個程序儲存空間的另外一端讀取資訊，這個就是管道。就像兩個人對白的媒介是空氣也可以是線纜一樣，管道所佔的空間既可以是記憶體也可以是磁碟。
要建立乙個管道，乙個程序只需要呼叫管道建立的系統呼叫即可，該系統呼叫所做的事情就是在某種儲存介質上劃出一片空間，賦給其中乙個程序寫的權利，另乙個程序讀的權利即可。
例如在linux下，我們通過shell命令輸入兩個命令，中間通過符號「|」來建立兩個命令之間的管道：
$ sort < file1 | grep zou上面乙個命令表示：對file1的內容首先進行排序，排序完成後的結果將作為grep的輸入，在結果裡面找出所有包括字串zou的文字行。也就是說，在兩個任務「排序「（sort）和」查詢」（grep）之間建立了乙個管道，資料從sort流向了grep。
套接字（socket）的功能非常強大，可以支援不同層面、不同應用、跨網路的通訊。使用套接字進行通訊需要雙方均建立乙個套接字，其中一方作為伺服器方，另外一方作為客戶方。伺服器方必須首先建立乙個服務區套接字，然後在該套接字上進行監聽，等待遠方的連線請求。客戶方也要建立乙個套接字，然後向伺服器方傳送連線請求。伺服器套接字在受到連線請求之後，將在伺服器方機器上新建乙個客戶套接字，與遠方的客戶方套接字形成點到點的通訊通道。之後，客戶方和伺服器方便可以直接通過類似於send和recv的命令在這個建立的套接字管道上進行交流了。
例如，在c#中我們可以輕鬆地建立乙個伺服器方的socket：
//（1）必須首先在通訊的程序間建立連線（管道或套接字），這需要消耗系統資源；建立socket->繫結ip與埠->設定監聽佇列的長度->開啟監聽連線
socketwatch = new
socket(addressfamily.internetwork, sockettype.stream, protocoltype.tcp);
socketwatch.bind(
new ipendpoint(ipaddress.parse(txtipaddress.text), int
.parse(txtport.text)));
socketwatch.listen(
10);
（2）通訊是自願的，而管道和套接字需要強制雙方進行通訊；
（3）由於建立連線需要消耗時間，一旦建立就應該盡可能多的通訊，如果通訊資訊量很小，則就是「殺雞用牛刀」了；
訊號類似於我們生活中的電報，如果你想給某人發一封電報，就擬好電文，然後將報文和收報人的資訊都交給電報公司。電報公司則將電報傳送到收報人所在地的郵局，並通知收報人來取電報。其中，發報文時無需收報人實現知道，也無需進行任何協調。如果對方選擇不對訊號做出響應，則將被os終止執行。
在計算機中，訊號就是乙個核心物件或者是乙個核心資料結構。傳送方將該資料結構的內容填好，並指明該訊號的目標程序後，發出特定的軟體中斷（這就是乙個發電報的操作）。os接收到特定的中斷請求後，知道是有程序要傳送訊號，於是到特定的核心資料結構裡查詢訊號接收方，並進行通知。接到通知的程序則對訊號進行相應處理。
訊號量**於鐵路的執行：在一條單軌鐵路上，任何時候只允許有一列火車行駛在該鐵路上，而管理這條鐵路的系統就是訊號量。任何一列火車必須等到表明該鐵路可以行駛的訊號後才能進入軌道。當列車進入後，需要將訊號改為禁止狀態進入來防止別的列車同時進入。而當列車駛出單軌後，則需要將訊號變回允許進入狀態，這很像以前的旗語。當然，通過聯想到我們實際開發中經常用的鎖，這就更容易理解了。
在計算機中，訊號量實際上就是乙個簡單整數。乙個程序在訊號變為0或1的情況下推進，並將訊號變為1或0來防止別的程序同時推進。當該程序完成任務後，則將訊號再改為0或1，從而允許其他程序執行。從而我們也可以看出，訊號量已經不只是一種通訊機制，更是一種同步機制。
前面通過對話、發電報、旗語已經滿足了多種通訊需要，但是當兩個程序要共享大量資料時就沒法十分滿足需求。就如同兩個墜入愛河的騷年，它們互相喜歡並想要在一起同居（共享大量資料），這時打**、發電報、握手對話就顯得不夠了。這時候，它們需要的就是擁抱，只有緊緊擁抱才能盡可能地共享，feeling so good!
程序的擁抱就是共享記憶體，兩個程序共同擁有同一片記憶體。對於這片記憶體中的任何內容，二者均可以訪問。要使用共享記憶體進行通訊，程序a首先需要建立一片記憶體空間作為通訊用，而其他程序b則將片記憶體對映到自己的（虛擬）位址空間。這樣，程序a讀寫自己位址空間中對應共享記憶體的區域時，就是在和程序b進行通訊。
（1）使用共享記憶體機制通訊的兩個程序必須在同一臺物理機上；
（2）安全性脆弱，假如乙個程序有病毒，會很容易傳給另外乙個程序；
訊息佇列是一列具有頭和尾的訊息排列，新來的訊息放在佇列尾部，而讀取訊息則從佇列頭部開始，如下圖所示：
這樣看來，它和管道十分類似，一頭讀，一頭寫？的確，看起來很像管道，但又不是管道：
（1）訊息佇列無固定的讀寫程序，任何程序都可以讀寫；而管道需要指定誰讀和誰寫；
（2）訊息佇列可以同時支援多個程序，多個程序可以讀寫訊息佇列；即所謂的多對多，而管道是點對點；
（3）訊息佇列只在記憶體中實現，而管道還可以在磁碟上實現；
鄒恒明，《作業系統之哲學原理》，機械工業出版社
出處：
作業系統核心原理 3 程序原理（中） 程序排程
ps 在多程序併發的環境裡，雖然從概念上看，有多個程序在同時執行，但在單個cpu下，在任何時刻只能有乙個程序處於執行狀態，而其他程序則處於非執行狀態。那麼問題來了，我們是如何確定在任意時刻到底由哪個程序執行，哪些不執行呢？這就涉及到程序管理的乙個重要組成部分 程序排程，跟隨本篇來一起複習下程序排程吧...
作業系統核心原理 3 程序原理（上） 程序概要
程序管理 記憶體管理和檔案管理是作業系統的三大核心功能，那麼什麼是程序呢？顧名思義，程序就是進展中的程式，或者說程序是執行中的程式。當乙個程式被載入到記憶體之後就變為了程序。因此，我們可以得到 程序 程式 執行。本篇將會對程序 程序模型 程序狀態以及程序的缺陷等進行學習，為後續學習程序排程與程序通訊...
作業系統核心原理 3 程序原理（上） 程序概要
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