Что такое межпроцессное взаимодействие?

Межпроцессное взаимодействие (IPC) - это группа методов, используемых в компьютерном программировании, которые позволяют взаимодействовать различным частям программного обеспечения. IPC часто облегчается операционной системой компьютера, хотя альтернативные методы существуют. Точная форма такого взаимодействия между программным обеспечением может варьироваться от прямых сообщений до центрального хранилища, где информация хранится и извлекается. Межпроцессное взаимодействие может обеспечить такие преимущества, как повышение производительности, сокращение потребляемых ресурсов компьютера и повышение безопасности.

В мире программирования о программном обеспечении говорят в терминах процесса или отдельного фрагмента кода, который можно запустить или выполнить на центральном процессоре (CPU) компьютера. Многие приложения на самом деле используют более одного процесса, что может повысить производительность и стабильность. Веб-браузер с несколькими открытыми страницами может использовать отдельный процесс для загрузки каждой страницы; это изолирует каждую страницу от других и предотвращает сбой всего браузера в случае плохого поведения веб-страницы. В этом примере каждый процесс, отвечающий за отображение веб-страницы, взаимодействует с одним или несколькими процессами, которые обрабатывают другие аспекты браузера, такие как компоненты пользовательского интерфейса.

Большинство компьютерных операционных систем предоставляют несколько различных механизмов межпроцессного взаимодействия. Некоторые другие программные технологии также предлагают поддержку IPC. Более того, IPC можно использовать как на одном компьютере, так и по сети. Эти механизмы могут варьироваться в зависимости от того, как они реализованы, но большинство из них можно сгруппировать в несколько категорий в зависимости от того, как происходит обмен данными.

В некоторых случаях сообщения обмениваются непосредственно между процессами, часто односторонним или асинхронным способом. Несколько методов IPC, которые работают таким образом, включают сигналы, каналы и сокеты. Межпроцессное взаимодействие также может осуществляться через использование определенного места, где данные могут быть доступны более чем одному процессу. Одним из примеров этого является общая память, метод, в котором несколько процессов обращаются к одной и той же части памяти компьютера для обмена информацией. Способ, который может выбрать программист, зависит от скорости и объема необходимого обмена данными, а также от других соображений.

Есть много причин, по которым программист может использовать межпроцессное взаимодействие в своих программах. Разделение большого приложения на множество небольших процессов, которые обмениваются данными через IPC, может повысить производительность и безопасность. Программа может запускать и завершать процессы по мере необходимости вместо всех компонентов, работающих одновременно и потребляющих аппаратные ресурсы. Если часть программы требует специального доступа к оборудованию компьютера или другому работающему программному обеспечению, один или несколько процессов могут работать под учетной записью администратора или «root», а остальная часть программы запускается как обычный пользователь.