最近也是遇到很多程序、執行緒同步、互斥，程序間通訊的問題，這些問題放在一起很容易引起混淆，最近也查閱了相關的書籍資料和一些部落格，在此寫出自己的一些相關總結，希望對大家有幫助。

首先要說的是程序、執行緒兩種最基本的關係：競爭關係和協作關係
程序的互斥、同步、通訊都是基於這兩種基本關係而存在的：
1.為了解決程序間競爭關係（間接制約關係）而引入程序互斥；
2.為了解決程序間鬆散的協作關係( 直接制約關係)而引入程序同步；
3.為了解決程序間緊密的協作關係而引入程序通訊

定義（以程序為例）：
程序互斥：指若干個程序要使用同一共享資源時，任何時刻最多允許一個程序去使用，其他要使用該資源的程序必須等待，直到佔有資源的程序釋放該資源。
程序的同步：是解決程序間協作關係( 直接制約關係) 的手段。程序同步指兩個以上程序基於某個條件來協調它們的活動。一個程序的執行依賴於另一個協作程序的訊息或訊號，當一個程序沒有得到來自於另一個程序的訊息或訊號時則需等待，直到訊息或訊號到達才被喚醒
程序通訊：程序之間互相交換資訊的工作稱之為程序通訊IPC （InterProcess Communication），多個程序之間相互通訊，交換資訊傳遞資料的方法

接下來分別說一下各部分：

程序同步：
不同的作業系統下程序同步的方式不同：
Linux 下：
Linux 下常見的程序同步方法有：SysVIPC 的 sem（訊號量）、file locking / record locking（通過 fcntl 設定的檔案鎖、記錄鎖）、futex（基於共享記憶體的快速使用者態互斥鎖）。針對執行緒（pthread）的還有 pthread_mutex 和 pthread_cond（條件變數）。

Windows下：
在Windwos中，程序同步主要有以下幾種：互斥量、訊號量、事件、可等計時器等幾種技術。

在Windows下，程序通訊主要有以下幾種：記憶體對映、管道、訊息等，但是記憶體對映是最基礎的，因為，其他的程序通訊手段在內部都是考記憶體對映來完成的

以上所說的是程序的同步方式，接下來介紹執行緒常見的同步方式，這也是程序常見的同步方式：

執行緒間的同步方式：常見的同步機制主要是：臨界區、互斥區、事件、訊號量這四種

臨界區：
臨界區對應著一個CcriticalSection物件，當執行緒需要訪問保護資料時，呼叫EnterCriticalSection函式；當對保護資料的操作完成之後，呼叫LeaveCriticalSection函式釋放對臨界區物件的擁有權，以使另一個執行緒可以奪取臨界區物件並訪問受保護的資料。
PS:關鍵段物件會記錄擁有該物件的執行緒控制代碼即其具有“執行緒所有權”概念，即進入程式碼段的執行緒在leave之前，可以重複進入關鍵程式碼區域。所以關鍵段可以用於執行緒間的互斥，但不可以用於同步（同步需要在一個執行緒進入，在另一個執行緒leave）

互斥量：
互斥與臨界區很相似，但是使用時相對複雜一些（互斥量為核心物件），不僅可以在同一應用程式的執行緒間實現同步，還可以在不同的程序間實現同步，從而實現資源的安全共享。

訊號量：
訊號量的用法和互斥的用法很相似，不同的是它可以同一時刻允許多個執行緒訪問同一個資源，PV操作

事件：
事件分為手動置位事件和自動置位事件。事件Event內部它包含一個使用計數（所有核心物件都有），一個布林值表示是手動置位事件還是自動置位事件，另一個布林值用來表示事件有無觸發。由SetEvent()來觸發，由ResetEvent()來設成未觸發。

注：訊號量是程序同步與互斥的常用方法，也可以作為低階的程序通訊方法

接下來說一下程序間的通訊方式：

程序同信：
根據程序通訊時資訊量大小的不同,可以將程序通訊劃分為兩大型別:
1、低階通訊,控制資訊的通訊(主要用於程序之間的同步,互斥,終止和掛起等等控制資訊的傳遞)
2、高階通訊,大批資料資訊的通訊(主要用於程序間資料塊資料的交換和共享,常見的高階通訊有管道,訊息佇列,共享記憶體等).

程序通訊的具體方式：
1.管道( pipe )：管道是一種半雙工的通訊方式，資料只能單向流動，提供的共享檔案通訊機制
2.有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半雙工的通訊方式
3.訊號量( semophore ) ： 訊號量是一個計數器，可以用來控制多個程序對共享資源的訪問。不是用於交換大批資料,而用於多執行緒之間的同 步.常作為一種鎖機制,防止某程序在訪問資源時其它程序也訪問該資源。
4.訊息佇列( message queue ) ： 訊息佇列是由訊息的連結串列，存放在核心中並由訊息佇列識別符號標識。
5.訊號 ( signal ) ： 訊號是一種比較複雜的通訊方式，用於通知接收程序某個事件已經發生。
6.共享記憶體( shared memory )：共享記憶體就是對映一段能被其他程序所訪問的記憶體，這段共享記憶體由一個程序建立，但多個程序都可以訪問。
7.套接字( socket ) ： 套解口也是一種程序間通訊機制，與其他通訊機制不同的是，它可用於不同機器間的程序通訊。

注：管道與管程是不同的，管程是程序同步的方式，而管道則是程序通訊的方式

這裡再簡單介紹一下執行緒通訊的三種方式：
執行緒間通訊：
1.使用全域性變數
主要由於多個執行緒可能更改全域性變數，因此全域性變數最好宣告為violate
2.使用訊息實現通訊
在Windows程式設計中，每一個執行緒都可以擁有自己的訊息佇列（UI執行緒預設自帶訊息佇列和訊息迴圈，工作執行緒需要手動實現訊息迴圈），因此可以採用訊息進行執行緒間通訊
3.使用事件CEvent類實現執行緒間通訊
Event物件有兩種狀態：有訊號和無訊號，執行緒可以監視處於有訊號狀態的事件，以便在適當的時候執行對事件的操作。

綜上所述：程序互斥、同步與通訊的關係：互斥是一種特殊的同步，程序同步是一種程序通訊，由此看來，程序互斥、同步都可以看做程序的通訊

希望大家有什麼自己的看法可以留言一起進行討論，謝謝