第五节 进程通信VIP专享VIP免费

第五节进程通信概述共享内存消息传递方式共享文件方式（管道方式）一、概述1、进程通信的定义指并发进程之间的信息交换进程的同步与互斥机制就是一种通信的类型2、进程通信的类型低级通信和高级通信低级通信：只能传递状态和整数值（控制信息），包括进程互斥和同步所采用的信号量和管程机制。优点的速度快。缺点是：传送信息量小：编程复杂：所有操作均由程序员完成；高级通信：用户直接利用ＯＳ提供的命令，高效地传递大量数据的方式，实现细节对用户透明。能够传送任意数量的数据，包括三类：共享存储区、消息传递、共享文件。直接通信和间接通信•直接通信：信息直接传递给接收方，如管道。–在发送时，指定接收方的地址或标识，也可以指定多个接收方或广播式地址；–在接收时，允许接收来自任意发送方的消息，并在读出消息的同时获取发送方的地址。•间接通信：借助于收发双方进程之外的共享数据结构作为通信中转，如消息队列。通常收方和发方的数目可以是任意的。二、共享存储器方式共享内存方式1、基于共享数据结构的通信方式：数据结构和同步由程序员实现，效率低。2、基于共享存储区的通信方式：存储器划出一块共享存储区，由ＯＳ管理。三、消息传递模式进程间的数据交换是以格式化的消息（message）为单位的。现代计算机系统中最广泛的通信机制，通过原语实现。系统为进程提供了两个高级通讯原语send和receivesend：当要进行消息传递时执行sendreceive：当接收者要接收消息时执行receive又有两种类型：消息缓冲在内存中开设缓冲区，发送进程将消息送入缓冲区，接收进程接收传递来的缓冲区。属于直接通信方式。信箱通信属于间接通信方式。1、消息缓冲通信（直接通信方式）交换以消息（message）为单位（网络中称为报文）发送进程直接将消息发送给接收进程，并将之挂在接收进程的消息缓冲队列上，接收进程直接从消息缓冲队列接收消息。需要建立、维持和撤消通信链路。发送进程发消息时要指定接收进程的名字，反过来，接收时要指明发送进程的名字。Send(receiver,message);Receive(sender,message);在操作系统空间设置一组缓冲区，当发送进程需要发送消息时，执行send系统调用，产生自愿性中断，进入操作系统，操作系统为发送进程分配一个空缓冲区，并将所发送的消息从发送进程copy到缓冲区中，然后将该载有消息的缓冲区连接到接收进程的消息链链尾，如此就完成了发送过程。发送进程返回到用户态继续执行在以后某个时刻，当接收进程执行到receive接收原语时，也产生自愿性中断进入操作系统，由操作系统将载有消息的缓冲区从消息链中取出，并把消息内容copy到接收进程空间，之后收回缓冲区，如此就完成了消息的接收，接收进程返回到用户态继续进行。PCB......Send(R,M)......SIZE:消息长度TEXT:消息正文......消息链指针............Receive(pid,N)......SIZE:消息长度TEXT:消息正文......M:N:接受进程R发送进程S消息消息消息......消息缓冲区结构：发送者消息长度消息正文下一个消息缓冲区指针用P.V操作来实现Send原语:Send（R，M）Begin根据R找接收进程，如果没找到出错返回;申请空缓冲区P（s-b）;把消息从M处copy到空缓冲区;P(m-mutex);把缓冲区挂到接收进程的消息链链尾;V(m-mutex);V(s-m);END其中s-b初值:n;s-m初值:0Receive原语？2、信箱通信（间接通信方式）发送进程发消息时不指定接收进程的名字，而是指定一个中间媒介，即信箱。进程间通过信箱实现通信。信箱是一种数据结构，逻辑上分成有关信箱描述的信箱头和若干放消息的格子。可以单向也可双向通信；可以实时通信也可以非实时通信。至少有四种原语：创建和撤消信箱、发送和接收消息。Create(mailbox);kill(mailbox);Send(mailbox,message);Receive(mailbox,message);信箱可由用户创建或由操作系统创建，因此信箱可分为私用信箱、公用信箱和共享信箱。私用信箱：进程为自己创建，拥有者读取消息，其他进程发送消息，单向通信。公用信箱：由OS创建，供所有核准进程使用，双向通信。共享信箱：由进程创建，创建时指出共享者，双向通信。发送进程与接收进程之间的关系有四种：一...