Linux进程间通信方式

首先，进程之间为什么要进行通信呢？主要有以下应用场景：

数据传输 ：一个进程需要将它的数据发送给另一个进程，发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。

共享数据 ：多个进程想要操作共享数据，一个进程对共享数据的修改，别的进程应该立刻看到。

通知事件 ：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它（它们）发生了某种事件（如进程终止时要通知父进程）。

资源共享 ：多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点，需要内核提供锁和同步机制。

进程控制 ：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug进程），此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常，并能够及时知道它的状态改变。

其次，进程之间通信有哪些手段呢？

管道( pipe )

管道包括三种:

普通管道PIPE： 通常有两种限制,一是单工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用.

流管道s_pipe: 去除了第一种限制,为半双工，只能在父子或兄弟进程间使用，可以双向传输.

命名管道:name_pipe：去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.

信号量( semophore )

信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

消息队列( message queue )

消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

信号 ( signal )

信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

共享内存( shared memory )

共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

套接字( socket )

套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。

Linux常用信号

下面重点聊一聊，进程间通信比较重要的一种方式：信号。

Linux支持的信号列表如下（用kill -l自行查看 ）：

这么多信号，那我怎么记得住啊，别着急，我这里给你简单总结了一下常用的信号，了解常用的基本已经能够满足80%的日常需求啦。

常用信号列表：

程序热更新

介绍完信号，我们下面聊聊程序的热更新（也叫热重启），那么什么是程序的热更新呢?

在服务器不停机状态下，对正常访问流程不造成干扰和影响的程序升级方式

当然这里主要指的是服务程序的热更新，并不是APP和操作系统的HotFix技术。

那我们的程序为什么需要热更新呢？

互联网服务都追求服务高可用，即能提供7x24不间断服务，升级代码影响用户是不可以接受的。

对于后端服务而言，一般都追求SLA达标99.99%，即一年故障时间不能超过1小时，而后端服务几乎每天都会进行代码升级，因此必须采用热更新。

后端服务往往都是用集群承担大规模流量，代码升级往往涉及很多台机器，人工升级肯定是不现实的，随意需要自动化的升级方式。

那么热更新的目标是什么呢？

不关闭现有连接（正在运行中的程序）

新的进程启动并替代旧进程

新的进程接管新的连接

连接要随时响应用户的请求，当用户仍在请求旧进程时要保持连接，新用户应请求新进程，不可以出现拒绝请求的情况

Nginx热更新原理

Nginx进程及控制信号

Nginx热更新流程

Golang如何做热更新

主动流量调度

一般的做法是 ApiGateway + CD， 发布的时候自动摘除机器，等待程序处理完现有请求再做发布处理，也可以借助SLB或者LVS手动切换流量。

程序优雅重启

保证在重启的时候 listen socket FD（文件描述符） 依然可以接受请求进来，只不过切换新老进程，常见开源实现是graceful和endless。

graceful：

endless：

二者热升级的基本原理基本和Nginx类似，即进程收到SIGHUP（或者SIGUSR2）信号，优雅地重启进程需要以下几个步骤:

1. 服务器要拒绝新的连接请求，但要保持已有的连接。

2. 启用新版本的进程

3. 将socket“交给”新进程，新进程开始接受新连接请求

4. 旧进程处理完毕后立即停止。

K8S滚动升级

交给K8S内部处理，实现原理和Nginx热更新差不多，可以不需要关注后端语言，非常方便。

标准包实现优雅关闭

如果你的Golang >= 1.8，也可以考虑使用 http.Server 的 Shutdown 方法实现优雅的关闭进程。