Inter-process communication (IPC) là cơ chế cho phép các tiến trình (processes) trong hệ điều hành giao tiếp và chia sẻ dữ liệu với nhau. Các phương pháp IPC rất quan trọng trong các hệ thống đa tiến trình hoặc hệ thống phân tán. Dưới đây là các cách phổ biến để thực hiện IPC:
1. Pipes (Ống)
- Anonymous Pipes (Pipes vô danh): Là phương thức giao tiếp giữa các tiến trình có mối quan hệ cha-con. Các ống vô danh chỉ có thể được sử dụng trong cùng một tiến trình và không có tên.
- Named Pipes (Pipes có tên): Khác với anonymous pipes, named pipes có thể được sử dụng giữa các tiến trình không có mối quan hệ cha-con và có thể giao tiếp giữa các máy tính khác nhau trong cùng một mạng.
2. Message Queues (Hàng đợi tin nhắn)
- Là một cấu trúc dữ liệu trong đó các tin nhắn có thể được gửi và nhận giữa các tiến trình. Các tiến trình có thể đọc và ghi vào hàng đợi này theo thứ tự FIFO (First In, First Out). Message queues là một cách hiệu quả để truyền tải dữ liệu giữa các tiến trình không nhất thiết phải chia sẻ bộ nhớ chung.
3. Shared Memory (Bộ nhớ chia sẻ)
- Là một vùng nhớ mà nhiều tiến trình có thể truy cập trực tiếp. Đây là phương thức IPC nhanh nhất vì dữ liệu không cần phải sao chép giữa các tiến trình. Tuy nhiên, nó yêu cầu cơ chế đồng bộ hóa (như mutex, semaphore) để tránh các điều kiện đua (race conditions).
4. Semaphores (Đếm tín hiệu)
- Semaphores là một kiểu IPC dùng để điều phối sự truy cập vào tài nguyên chia sẻ giữa các tiến trình. Chúng có thể được sử dụng để kiểm soát truy cập vào bộ nhớ chia sẻ hoặc các tài nguyên khác bằng cách đảm bảo rằng chỉ có một tiến trình có thể truy cập vào tài nguyên tại một thời điểm.
5. Sockets (Ổ cắm)
- Sockets cho phép giao tiếp giữa các tiến trình có thể chạy trên cùng một máy tính hoặc trên các máy tính khác nhau trong một mạng. Đây là phương thức phổ biến để giao tiếp giữa các tiến trình trong các hệ thống phân tán, ví dụ như trong các ứng dụng client-server.
6. Signals (Tín hiệu)
- Là cơ chế để gửi thông báo giữa các tiến trình. Khi một tín hiệu được gửi đến một tiến trình, nó sẽ nhận được một thông báo và có thể thực hiện một hành động tương ứng, chẳng hạn như dừng lại hoặc tiếp tục một công việc nào đó.
7. Files (Tệp tin)
- Các tiến trình có thể sử dụng tệp tin như một phương thức IPC. Một tiến trình có thể ghi vào một tệp tin và một tiến trình khác có thể đọc tệp tin đó. Đây là cách giao tiếp rất đơn giản, nhưng nó có thể không hiệu quả cho các ứng dụng cần truyền tải dữ liệu lớn hoặc yêu cầu tốc độ cao.
8. Memory-Mapped Files (Tệp tin ánh xạ bộ nhớ)
- Đây là một cách để ánh xạ các tệp vào bộ nhớ chia sẻ, giúp nhiều tiến trình truy cập dữ liệu chung mà không cần phải sao chép qua lại giữa bộ nhớ của chúng và tệp tin.
9. Remote Procedure Call (RPC)
- RPC là một phương thức cho phép một tiến trình gọi một hàm hoặc thủ tục trên một tiến trình khác, có thể nằm trên cùng một máy hoặc một máy khác trong mạng. Phương thức này ẩn đi sự phức tạp của việc truyền dữ liệu và chỉ đơn giản hóa quá trình gọi hàm từ xa.