操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 進(jìn)程通信方法

進(jìn)程對白:? 管道

? ? 一個線性字節(jié)數(shù)組,可以使用文件讀寫的方式進(jìn)行訪問,卻不是文件。管道可以設(shè)在內(nèi)存中,操作系統(tǒng)賦予其中一個進(jìn)程寫的權(quán)限,另一個進(jìn)程讀的權(quán)限。使用管道的兩個進(jìn)程必須存在某種關(guān)系,父子進(jìn)程等。

? 記名管道

? ? 如果要在兩個不相關(guān)的進(jìn)程之間通信,就要使用記名管道。記名管道有名字。命名管道支持多個客戶端連接一個服務(wù)器端。命名管道客戶端不但可以與本機(jī)上的服務(wù)器通信,也可以同其他主機(jī)上的服務(wù)器通信。

? 套接字

? ? 使用套接字進(jìn)行通信的雙方均要創(chuàng)建一個套接字,其中一方作為服務(wù)器端,另外一方作為客戶端方。

? ? 服務(wù)器方必須先創(chuàng)建一個服務(wù)區(qū)套接字,然后在該套接字上進(jìn)行監(jiān)聽,等待遠(yuǎn)方的連接請求。欲與服務(wù)器通信的客戶則創(chuàng)建一個客戶套接字,然后向服務(wù)區(qū)套接字發(fā)送連接請求。服務(wù)器套接字在收到連接請求后,將在服務(wù)器方機(jī)器上創(chuàng)建一個客戶套接字,與遠(yuǎn)方的客戶機(jī)上的客戶套接字形成點(diǎn)到點(diǎn)的通信通道。

進(jìn)程電報(bào):信號

? 在計(jì)算機(jī)里,信號就是一個內(nèi)核對象,或者說是一個內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。發(fā)送方將該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容填好,并指明該信號的目標(biāo)進(jìn)程后,發(fā)出特定的軟件中斷。操作系統(tǒng)接收到特定的中斷請求后,知道是有進(jìn)程要發(fā)送信號,于是到特定的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里查找信號接收方,并進(jìn)行通知。接到通知的進(jìn)程則對信號進(jìn)行相應(yīng)處理。

? 發(fā)報(bào)時無需收報(bào)人事先知道,更無需進(jìn)行任何協(xié)調(diào)。如果對方選擇不對信號做出響應(yīng),則將被操作系統(tǒng)終止運(yùn)行。

進(jìn)程旗語:信號量

? 在計(jì)算機(jī)里,信號量實(shí)際上就是一個簡單整數(shù)。一個進(jìn)程在信號變?yōu)?或者1的情況下推進(jìn),并且將信號變?yōu)?或0來防止別的進(jìn)程推進(jìn)。當(dāng)進(jìn)程完成任務(wù)后,則將信號再改變?yōu)?或1,從而允許其他進(jìn)程執(zhí)行。

? 需要注意的是,信號量不只是一種通信機(jī)制,更是一種同步機(jī)制。

進(jìn)程擁抱:共享內(nèi)存

? 共享內(nèi)存就是兩個進(jìn)程共同擁有同一片內(nèi)存。對于這片內(nèi)存中的任何內(nèi)容,二者均可以訪問。要使用共享內(nèi)存進(jìn)行通信,一個進(jìn)程首先需要創(chuàng)建一片內(nèi)存空間專門作為通信用,而其他進(jìn)程則將該片內(nèi)存映射到自己的(虛擬)地址空間。這樣,讀寫自己地址空間中對應(yīng)共享內(nèi)存的區(qū)域時,就是在和其他進(jìn)程進(jìn)行通信。

? 共享內(nèi)存有點(diǎn)像管道,有些管道不也是一片共享內(nèi)存嗎?這是形似而神不似。首先,使用共享內(nèi)存機(jī)制通信的兩個進(jìn)程必須在同一臺物理機(jī)器上;其次,共享內(nèi)存的訪問方式是隨機(jī)的,而不是只能從一端寫,另一端讀,因此其靈活性比管道和套接字大很多,能夠傳遞的信息也復(fù)雜得多。

? 共享內(nèi)存的缺點(diǎn)是管理復(fù)雜,且兩個進(jìn)程必須在同一臺物理機(jī)器上才能使用這種通信方式。共享內(nèi)存的另外一個缺點(diǎn)是安全性脆弱。因?yàn)閮蓚€進(jìn)程存在一片共享的內(nèi)存,如果一個進(jìn)程染有病毒,很容易就會傳給另外一個進(jìn)程。

信件發(fā)送:消息隊(duì)列

? 消息隊(duì)列是一列具有頭和尾的消息排列。新來的消息放在隊(duì)列尾部,而讀取消息則從隊(duì)列頭部開始。


其他通信機(jī)制

? 除了上面介紹的主流通信方式外,有些操作系統(tǒng)還提供了一些其所特有的通信機(jī)制,例如Win-dows支持的進(jìn)程通信方式就有所謂的剪貼板(clipboard)、COM/DCOM、動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)、郵箱(mailslots);而Solaris則有所謂的Solaris門機(jī)制,讓客戶通過輕量級(16KB)系統(tǒng)調(diào)用使用服務(wù)器的服務(wù)。

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