C++ 什么时候我们应该选择其他IPC而不是直接内存访问来进行线程间通信

由于同一进程中的线程共享相同的地址空间，我们可以通过直接内存访问和互斥在这些线程之间传输数据，因此在本文中，我有以下问题：

全局变量和互斥量对于线程间通信来说都足够了吗

如果问题1为假，在什么情况下我们应该选择其他IPC而不是直接内存访问？或者说，在什么情况下，其他IPC手段比使用全局变量和互斥体更合适

谢谢

更新
感谢@ssyam指出关于“全局变量”的错误陈述。
我选择添加一节，而不是更正原始段落，因为 对这一段有很多评论。

这里有一个想法：

即使两个线程正在访问相同的内存，也不一定意味着它们看到相同的值。如果一个线程正在更新该值，那么另一个线程可以看到过时的值—更新之前从处理器本地缓存获取的值。为了防止这种情况发生，您需要使用互斥锁或其他一些技术来同步线程

不管采用哪种技术，本地缓存都必须使用所谓的“内存屏障”进行刷新，这是一项非常昂贵的操作，因为这将要求所有处理器停止正在执行的操作，并等待操作完成

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另一方面，IPC调用不一定需要这样做

好吧，全局变量在单线程代码中很糟糕，而在多线程代码中，它们通常成为一个主要问题。即使使用互斥锁正确地完成同步，它们也会成为瓶颈。另外，互斥锁通常不足以进行线程间通信。您通常至少还需要条件变量

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也就是说，在多线程应用程序中，在内存中的线程之间传输数据是合理的。但是，一般来说，我发现处理显式锁定是不可行的。当传输类似于消息传递系统的数据时，即使消息是内存中的数据结构，代码也往往不那么复杂，效率更高。从这个意义上讲，消息在任何时候都只由一个线程使用，并且唯一发生的锁定是消息传递设施中隐含的。

不需要全局变量。请记住，线程例程可以接受参数，因此它可以是任何类型的变量，包括动态分配的变量

通常，您会希望在类中“包装”线程，大致如下：

struct Thread
{
    Thread() : m_thread(&Thread::run, this) {}
    void run()
    {
        // access the current object's member variables, eg:
        do_something_with(m_myvar);
    }

    Object m_myvar;
    std::thread m_thread;
};

但如果我们撇开全局变量的这个小细节不谈，你的#1是对的。。。通过受互斥锁保护的变量（无论是消息队列、布尔值等）和可选的

条件_变量

（用作唤醒触发器）进行通信几乎总是可行的方法

例如，我几乎总是使用线程安全的消息队列（即队列+互斥体+条件变量）在线程之间进行通信（生产者/消费者模式），这是一种非常有效的方法来隔离线程并允许它们进行通信

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事实上，在很少的情况下，在单个进程中，除了直接内存访问之外，其他的东西是有意义的

我现在能想到的就是，如果您已经有了一些进程间代码（例如套接字或共享内存），那么您可以重用这些代码，以便实现统一的接口，无论是进程内通信还是进程间通信。但不要自欺欺人，它的效率不如直接内存访问。然而，统一界面的好处可以很容易地克服效率的损失。我认为你真的需要逐案处理这类事情。

关于（1）我同意迪特玛·库尔的观点，条件变量是最小集合的一部分

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关于（2）我倾向于选择IPC，只要我能负担得起少量的开销（主要是一个系统调用和一些数据复制），因为IPC带来的方便性和灵活性。管道、消息队列、域套接字等都具有内置的原子性和同步性，它们根据情况需要提供阻塞、非阻塞或定时读/写。您可以将它们填充到

select

语句中，而无需执行任何特殊操作。它耗电巨大，成本很低，而且不需要重新设计轮子。

作为旁注（这里只是吹毛求疵…）IPC的意思是“进程间通信”，因此它不适用于线程（进程内通信）。但无论如何，我们都明白你的意思@我对你的唠叨感到厌烦。进程间通信这个术语出现在线程之前，但我从未听说过有人在应用于进程内通信时对这个术语犹豫不决。至少在linux中，进程和线程之间并没有太大区别。@Duck实际上你是对的。查看Wikipedia（我知道…）的定义，术语“IPC”似乎也用于线程间通信（即使它扩展为“进程间…”）。我猜我的强迫症又发作了，我的错。我对此困惑了很长时间。我们有一个多线程应用程序，其中大约有100个线程，所有线程都使用直接共享内存访问，而不是消息传递（这里的消息传递是指进程间通信的方式）。我发现代码变得很难看，到处都是互斥体。问题是确定何时使用带有互斥体和条件变量的直接memroy访问以及何时使用消息传递方式的边界在哪里。除了简单和传统的直接内存访问，我什么时候应该选择消息传递？@StevePeng消息传递只是直接内存访问的另一种形式。它通常涉及存储消息的队列，以及