进程间通信（IPC）对于现代计算环境至关重要，这种机制使得多个处理器核心能够同时执行多个线程。IPC的本意是让不同线程甚至独立程序能够高效地共享数据。例如，当我们在线观看流媒体视频时，可能会有一个线程负责视频解码，而另一个线程负责渲染视频内容。
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当这些线程在不同程序中运行（例如一个Web服务器和一个安全服务器）时，挑战就出现了。在这些程序之间传输大量数据的传统方法可能速度很慢且效率低下，这通常是由于不同操作系统管理内存的方式差异造成的。不过开源的Flow-IPC解决了这个问题，使得C++开发者可以快速简单地实现IPC。
Flow-IPC：一个开源的IPC中间件
Akamai于2022年收购Linode，标志着我们向着云原生计算的战略正在加速。我们还将上游贡献和倡导开源作为商业策略的一部分。本着这种精神，我们在今年初推出了Flow-IPC。这是一种专门为帮助C++开发者简化IPC而设计的开源中间件（采用Apache 2.0和MIT许可证）。
Flow-IPC最初是Akamai的一个内部工具，用于在不影响性能的情况下拆分大型应用程序。当时，现有的IPC解决方案要么太慢，要么太复杂。因此从一开始，我们就将Flow-IPC设计为C++中的IPC通用解决方案。本次将Flow-IPC开源并与开发者社区分享，是为了促进创新，让任何需要使用C++管理多线程数据共享的开发者能更简单地完成任务。
我们在2024年4月公开发布了Flow-IPC，该项目在Hacker News和其他社区平台上收到了强烈反响。很多开发者分享了自己的IPC挑战和解决方案，这也让我们积累了大量建设性的意见和宝贵反馈。
Flow-IPC是为服务器端系统开发社区内的广泛受众量身打造的。虽然它目前专注于C++，但未来也可能扩展到其他编程环境。目前，该技术只支持在x86-64架构的Linux上运行。我们计划未来将该项目扩展到macOS和ARM64架构，并根据需求扩展到Windows和其他操作系统变体。
Flow-IPC是一个具备可扩展C++17 API的库，目前可用于本地跨进程边界的通信。相关内容现已托管在GitHub上，提供了完整的文档、自动化测试和演示，此外还有一个CI管道，该管道能在一系列GNU编译器集合（GCC）和Clang编译器版本以及构建配置中进行测试，包括通过各种运行时分析器进行加固，例如ASan（防止内存误用）、TSan（防止竞争条件）和UBSan（防止各种未定义行为）。
Flow-IPC与其他解决方案的比较
Flow-IPC提供了简单高效的通信机制。与gRPC这样的通用解决方案不同，尽管它们很优雅，但可能会引入延迟，而Flow-IPC可以最大限度减少需要复制的数据，并能无缝集成到现有系统中。传统的IPC会根据负载大小引入大小不一的延迟：在我们的测试中，传输速度甚至达到了秒级范围。Flow-IPC则可以在微秒级时间内传输大小高达1GB的数据结构载荷，而速度与传输100KB载荷时差不多。这是提高了三到四个数量级的改进！通过将商业级的内存分配器与共享内存集成在一起，还能进一步提高性能。
未来展望
我们很期待整个社区能够联手让Flow-IPC走得更远。欢迎贡献、功能请求和错误报告，同时Akamai也会继续开发和完善该项目。
对于该项目，Akamai目前也有些很有潜力的想法。短期内，与capnp-rpc（以及也许和）gRPC集成是一个显而易见的选择。相关协议和API可以帮助这些框架继续保持优雅，而Flow-IPC可以提供底层的零复制性能。长期来看，凭借可扩展设计，Flow-IPC可以扩展到网络IPC领域，此外还能通过远程直接内存访问（RDMA）实现超快的局域网性能。
Flow-IPC在开源社区获得了广泛关注，我们期待与C++开发者合作，使其变得更好。Akamai也会继续通过开源模式将好用、实用的技术带给全球更多开发者。
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