| 通信方式 |
功能 |
适用层次 |
应用场景 |
优点 |
缺点 |
| 管道（Pipe） |
单向或双向通信，适用于父子进程之间的数据传递。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
本地进程间通信，适用于简单的数据传递。 |
简单易用，操作系统原生支持。 |
仅限本地通信，数据量较小，父子进程关系限制。 |
| 命名管道（Named Pipe） |
支持无亲缘关系的进程间通信，支持本地或网络通信。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
本地或网络进程间通信，适用于跨进程的数据传递。 |
支持跨进程和跨网络通信，灵活性高。 |
实现复杂度较高，性能受限于操作系统。 |
| 消息队列 |
通过消息队列传递数据，支持异步通信。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
本地或分布式系统中的任务调度和消息传递。 |
支持异步通信，适合任务队列和事件驱动模型。 |
消息队列可能存在阻塞，消息大小有限制。 |
| 共享内存 |
多个进程共享一块内存区域，速度快。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
实时性要求高的本地进程间通信。 |
速度快，适合大数据量传输。 |
需要进程同步机制（如信号量）避免竞争，开发复杂度高。 |
| 信号量 |
用于进程同步，避免资源竞争。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
进程间同步和资源管理。 |
简单高效，适合资源锁定和同步。 |
仅用于同步，不适合数据传输。 |
| 套接字（Socket） |
支持本地和网络通信，基于 TCP/UDP。 |
传输层 |
本地或网络通信，适用于客户端与服务器之间的通信。 |
支持本地和远程通信，灵活性高，适合分布式系统。 |
需要手动管理连接和协议，开发复杂度较高。 |
| 信号（Signal） |
用于进程间的简单通知机制。 |
操作系统层（不属于OSI模型）。 |
进程间的简单事件通知（如终止、暂停）。 |
简单高效，适合轻量级通知。 |
仅支持简单的信号传递，不适合复杂数据通信。 |
| 文件映射（Memory-Mapped Files） |
通过文件共享内存区域，支持进程间通信。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
本地进程间通信，适用于大数据量的共享。 |
速度快，适合大数据量传输，支持持久化。 |
需要同步机制避免竞争，依赖文件系统。 |
| gRPC |
基于 HTTP/2 的高性能 RPC 框架。 |
应用层 |
微服务之间的高效通信。 |
高性能，支持流式通信，跨语言支持。 |
不适合浏览器直接使用，消息格式为二进制，调试较复杂。 |
| REST API |
基于 HTTP 的轻量级通信方式。 |
应用层 |
请求-响应模式的通信，如数据查询，前端与后端之间的通信，适用于 Web 应用。 |
简单易用，广泛支持，适合标准化的请求-响应模式。 |
不支持实时通信，延迟较高，需频繁轮询实现实时性。 |
| WebSocket |
基于 TCP 的全双工通信协议。 |
应用层 |
实时性要求高的前端与后端通信（如聊天应用、实时数据推送）。 |
延迟低，性能高，支持全双工通信，适合高并发场景。 |
需要手动管理连接和消息格式，开发复杂度较高。 |
| SignalR |
基于 WebSocket/SSE/Long Polling 的实时通信框架。 |
应用层 |
聊天、通知、仪表盘、多人协作。 |
自动选择最佳协议，开发简单，支持广播和组通信。 |
如果无法使用 WebSocket，性能可能下降（如 Long Polling）。 |
| MQTT |
基于 TCP 的轻量级发布/订阅协议。 |
应用层 |
物联网设备的轻量级通信。 |
轻量级，低带宽消耗，支持 QoS（服务质量）等级，适合低功耗设备。 |
需要专门的 MQTT Broker，消息格式简单，不适合复杂数据结构。 |
| D-Bus |
Linux 系统中用于进程间通信的消息总线。 |
操作系统层（不属于OSI模型，但常用于应用层之上）。 |
Linux 系统中的进程间通信（如桌面环境组件之间的通信）。 |
高效，支持广播和点对点通信，适合 Linux 环境。 |
仅适用于 Linux 系统，跨平台支持较差。 |
| ZeroMQ |
高性能消息队列库，支持多种通信模式（如发布/订阅、请求/响应）。 |
应用层 |
分布式系统中的高性能通信。 |
高性能，支持多种通信模式，跨平台支持好。 |
需要手动管理消息格式和连接，学习曲线较陡峭。 |
