Quais são os principais mecanismos de IPC, e quando usar cada um?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

Como cada processo tem um **address space isolado**, eles não podem simplesmente compartilhar variáveis — precisam de **comunicação entre processos (inter-process communication, IPC)**. O OS oferece vários mecanismos, que diferem em velocidade, direção, e se funcionam entre máquinas.

## Os principais mecanismos

```text
Pipe / FIFO      → byte stream, one direction; anonymous pipe = parent↔child, named FIFO = any procs
                   e.g.  ls | grep foo   (the shell wires stdout→stdin via a pipe)
Shared memory    → both map the SAME physical pages → FASTEST (no copy), but you must
                   synchronize access yourself (semaphore/mutex)
Message queue    → kernel-managed queue of discrete messages; decoupled, preserves boundaries
Socket           → bidirectional stream/datagram; UNIX-domain (same host) or TCP/UDP (across network)
Signal           → tiny async notification (a number), e.g. SIGINT, SIGTERM — control, not data transfer
```

## Escolhendo um

- **Pipes** — byte streams simples de uma via; a espinha dorsal dos shell pipelines e do encanamento parent/child.
- **Shared memory** — quando você precisa de **alto throughput / baixa latência** (ex. os shared buffers de um banco de dados). É o mais rápido porque os dados não são copiados através do kernel — mas não oferece *nenhuma* sincronização, então você a combina com semáforos.
- **Message queues** — quando você quer **mensagens discretas** com fronteiras preservadas e acoplamento fraco (loose coupling).
- **Sockets** — o mais flexível: os **UNIX-domain sockets** no mesmo host são rápidos; os sockets TCP/UDP também funcionam **entre máquinas**, e é por isso que os serviços em rede os usam.
- **Signals** — para eventos de **controle** (interromper, terminar, processo filho encerrado), não para mover dados.

```text
        copy through kernel                          no copy
  slower ◀─────────────────────────────────────────────▶ faster
  socket / message queue / pipe            shared memory (+ your own locking)
```

## Por que isso importa

As escolhas de IPC moldam a arquitetura e o desempenho de um sistema. Os entrevistadores querem ver você casar o mecanismo com a necessidade: shared memory para velocidade bruta (aceitando o fardo da sincronização), sockets para flexibilidade e transparência de rede, pipes para streaming simples, signals para controle. É a base para entender como um shell pipeline, um servidor web multiprocesso, os shared buffers de um banco de dados, ou microsserviços realmente conversam entre si.

Os principais mecanismos

Escolhendo um

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