操作系统-进程通信
进程通信是指进程间的信息交互。根据通信双方通信的实现方式可以分为四大类：共享存储器通信、管道通信、消息传递通信、C/S通信
共享存储器通信
相互通信的进程共享数据结构或存储区，进程间通过这些空间进行通信。
共享数据结构的通信
同一主机种不同进程间的通信方式（如生产者-消费者问题）。操作系统仅提供用于存储共享数据结构的存储空间，对共享数据结构的创建与同步处理，则是由程序员自己负责的，这种方式仅适合少量同构数据的传递。
共享存储区的通信
为了传输大量、异构数据，可以划分出一块所有进程都可访问的共享存储区域，通过该区域进行进程间的数据交换
管道通信
所谓管道，即Channel，就是用于连接一个读进程和一个写进程，实现两个进程间通信的共享文件，又称pipe文件。
管道通信机制提供了三方面协调能力：
- 互斥：当一个进程正在对pipe执行读/写操作时，另一个进程必须等待
- 同步：进程试图读空管道时，在有数据写入管道前，进程将一直阻塞。同样，管道已经满时，进程再试图写管道，在其它进程从管道中移走数据之前，写进程将一直阻塞
- 双方：只有确定了通信的对方存在时才能进行通信
消息传递通信
进程无需借助任何共享数据结构或共享存储区域，而是以格式化的消息为单位，将通信的数据封装在消息中，并利用操作系统提供的一组通信命令（原语）在进程中进行消息传递
这种通信机制在生产中使用很广：
- 异构系统中一般使用JSON格式的消息通信
- 同构系统中一般会使用更加符合自身业务需求的消息格式进行通信。
C/S通信
C/S通信机制更适合网络环境下进程间的通信。实现方式有两种：
Socket通信
Socket，即套接字通信，一个套接字就是一个通信标识类型的数据结构，包含了通信目的地址、端口号、通信协议等，当然还包括真正要进行网络传输的数据，网络通信技术BIO、NIO、AIO的底层用的都是Socket通信
RPC通信
RPC（Remote Procedure Call），远程过程调用，是一种通信协议，或者说是一种通信模型，RPC通信会使一台主机上的进程调用另一台主机上的进程，使用起来就像调用本地进程一样，无需额外操作。
一致性通信模型
为了实现数据一致性目的而构建的一种通信模型。
拜占庭将军问题（数据一致性）
拜占庭的司令在发动军事行为前，需要听取各个领地将军的意见。而各个领地的将军会让通信兵把意见带给司令。但是因为司令无法判断通信兵是否为间谍，进而无法判断各将军的意见是否属实。所以通常认为通信兵带来的消息是不能轻易相信的。
该问题要说明的意思是，在不可靠信道（通信兵）上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能。
两种通信模型
一般情况下，分布式系统为实现节点中数据的一致性，各节点间通常采用两种一致性通信模型：星型通信模型与网状通信模型，无论哪种模型，其实现一致性的前提是：不存在拜占庭将军问题，即通信是安全可靠的，集群节点间传递的消息是不会被篡改的。paxos算法采用的网状通信模型。
星型模型存在中心化问题：中心（拜占庭）一旦出问题，整个通信模型就会崩溃。
网状模型实现较为复杂，但是可靠性较好。
Reactor通信模型
在高性能的网络通信设计中，有两个比较著名的网络通信模型Reactor和Proactor模型，其中Reactor模型属于同步非阻塞I/O的网络通信模型，而Proactor属于一部非阻塞I/O的网络通信模型。
Reactor单线程模型
Reactor单线程模型，指的是当前的主机会为每一个通信对端形成一个Channel，而所有这些channel都会与一个线程相绑定，该线程用于完成它们间的所有通信处理。
selector会根据每个Channel的就绪状态分配线程资源。
就绪事件分为4类：
- 连接就绪
- 接受连接就绪
- 读就绪
- 写就绪
在高并发情况下，容易出现性能问题。
Reactor线程池模型
Reactor单线程模型中使用一个线程处理所有通信对端的所有请求，在高并发场景中会严重影响系统性能。所以，就将单线程模型中的一个线程替换为线程池，大大提高了性能。
Reactor多线程池模型
在高并发的情况下，为处理比较耗时的IO请求，服务器将连接请求和IO请求分开，形成Reactor多线程池模型。
当客户端通过处理连接请求的Channel连接上服务器后，系统会为该客户端再生成一个子Channel专门用于处理该客户端的IO请求。这两类不同的Channel连接着两类不同的线程池，而线程池中的线程数量中的线程数量可以根据需求分别配置，提高了系统性能。
Proactor通信模型
由于Reactor属于同步非阻塞I/O的网络通信模型，其同步性导致其处理高耗时的IO时性能会下降。于是就产生了异步非阻塞I/O的网络通信模型Proactor。
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