master-worker模式中，信号量负责同步与资源控制（如限制并发数、设置屏障），管道负责实际任务与结果的数据传输，二者协同实现高效、安全的多进程协作。
Master-Worker 模式是典型的多进程协作结构，其中 Master 进程负责分发任务、协调进度，Worker 进程执行具体计算。理解该模式下的 IPC，关键在于区分两类机制的不同职责：信号量管“谁来干”，管道管“干啥内容”。二者不是替代关系，而是常配合使用。
信号量在 Master-Worker 中解决同步与资源控制
信号量不传递数据，只传递“许可”或“状态”。在 Master-Worker 场景中，它常用于：
- 限制同时运行的 Worker 数量（如仅允许 4 个 Worker 并发处理任务），通过初始化为 4 的计数信号量实现
- 确保 Master 等待所有 Worker 完成后再汇总结果，可用二值信号量或 POSIX 命名信号量做屏障
- 保护共享资源访问，例如多个 Worker 向同一日志文件追加记录时，用信号量串行化写入操作
注意：信号量本身不携带任务参数或返回结果，它只是协调动作时序的“交通灯”。
管道在 Master-Worker 中承担实际数据流动
管道是真正传输任务和结果的通道。典型用法包括：
- Master 创建一个匿名管道（pipe()），fork 出 Worker 后，将写端留给 Master，读端交给 Worker —— 用于下发单个任务（如文件路径、计算指令）
- Worker 处理完后，通过另一个管道（或复用同一管道的反向通道，需命名管道或 socketpair）把结果回传给 Master
- 若需一对多通信（一个 Master 对多个 Worker），可为每个 Worker 单独创建一对管道；或用命名管道（FIFO），让 Worker 主动打开固定路径读取任务
管道内核缓冲区默认阻塞行为天然适配 Master-Worker 节奏：Master 写入时若 Worker 未读，会等待；Worker 读取时若无数据，也会挂起，避免忙轮询。
两者如何协同工作
一个常见组合流程如下：
- Master 初始化一个信号量（值为 3），表示最多 3 个 Worker 可同时运行
- Master 创建任务队列，并为每个 Worker fork 子进程，同时建立专属管道
- 每次派发任务前，Master 先 sem_wait() 获取许可；成功后，通过对应管道写入任务数据
- Worker 从管道读到任务，执行完毕，再将结果写回另一端；最后调用 sem_post() 归还许可
- Master 在收集全部结果后，可销毁信号量与管道资源
这种分工让逻辑清晰：管道搬数据，信号量控节奏，缺一不可。
为什么不能只用其中一个
仅靠管道无法防止资源过载 —— Master 可能连续 fork 100 个 Worker 并全量写入任务，导致系统崩溃；仅靠信号量则完全无法传递任务内容或计算结果，Worker 不知道要做什么、也无法反馈结果。实际项目中，忽略任一环节都容易出现死锁、竞争或性能失控。
