进程通信

信号机制是一种简单的异步通信机制，当某个事件发生时，核心或发送进程发 送给进程的信号实际上就是事先定义好的代表该事件的一个整数，所以说，信 号是一个很短的信息。
信号不但能从内核发给一个进程，也能由一个进程发给另一个进程。
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2.管道通信机制 管道(pipeline)是连接一个读进程和一个写进程以实现它们之间通信
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2.消息传递的方式 (1) 直接通信
发送或接收消息的进程必须指出信件发给谁或从谁那里接收消息。 原语send（P，消息）：把一个消息发送给进程P 原语receive（Q，消息）：从进程Q接收一个消息 (2) 间接通信 进程间发送或接收消息通过信箱进行，消息可被理解成信件。 •原语send（A，信件）：把一封信件（消息）传送到信箱A •原语receive（A，信件）：从信箱A接收一封信件（消息）
信息，有些情况下进程间交换大批数据。 进程之间互相交换信息的工作称为进程通信IPC（InterProcess
Communication）。
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进程通信机制
低级通信：只适于在进程间交换少量信息的通信方式/机制。 该通信
方式（如进程的同步和互斥工具）一般只传送一个和几个字节的信息， 可方便有效地用于控制进程的执行速度，但它要作为可传输大量信息 的通信工具则不够理想（效率低 通信对用户不透明）。
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并发进程之间的交互必须满足两个基本要求：同步和通信。 进程竞争资源时要实施互斥，互斥是一种特殊的同步，实质上需要解
决好进程同步问题。 进程同步是一种进程通信，通过修改信号量，进程之间可建立起联系，
相互协调运行和协同工作。 进程协同工作时，需要互相交换信息，有些情况下进程间交换的少量
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消息缓冲队列通信 1.消息缓冲队列通信机制 （1）原理 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，产生访管中断，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。
进程同步的信号量
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2.发送原语send（R,M） begin
在OS中分配M.size大小的缓冲区t; 将M中的内容复制到t; 得到进程R的PCB的指针q； wait(q.mutex);
将t挂到队列q.mq队尾； signal (q.mutex); signal（q.sm); end
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读写进程相互协调，必须做到： 进程对通信机构的使用应该互斥，一个进程正在使用某个管道写入或
读出数据时，另一个进程就必须等待。 发送者和接收者双方必须能够知道对方是否存在，如果对方已经不存
在，就没有必要再发送信息。
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3.共享内存通信机制 为了在进程间传送大量数据，在存储器中划出一块共享存储区，诸进程
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（2）数据结构 消息缓冲区：
type messageBuffer=record sender ; // 发送消息的进程名或标识符 size ; // 发送的消息长度 text ; // 发送的消息正文 next ; // 指向下一个消息缓冲区的指针
end
其它数据结构： mptr：消息队列队首指针 mutex：消息队列互斥信号量, 初值为1 sm：表示接收进程消息队列上消息的个数，初值为0，是控制收发
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消息传递系统 1.消息的概念
消息是一组信息，由消息头和消息体组成。消息传递机制至少需要提供两条原 语send 和receive，前者向一个给定的目标发送一个消息，后者则从一个给定 的源接受一条消息。如果没有消息可用，则接收者可能阻塞直到一条消息到达， 或者也可以立即返回，并带回一个错误码。
的一个特殊共享文件，又称为pipe文件。它允许进程按先进先出方式 传送数据,也能使进程同步执行操作。
写进程
共享 文件
读进程
向管道提供数据输入的发送进程（即写进程），以字符流形式把大量 数据送入管道，而接收管道输出的接收进程（即读进程），则从管道 中接收（读取）数据。
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管道的实质是一个共享文件，基本上可借助于文件系统的机制实现， 包括（管道）文件的创建、打开、关闭和读写。
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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，也产生访
管中断进入操作系统。 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。
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高级通信：用户可以直接利用操作系统所提供的一组通信命令（如
send和receive），高效地传送大量数据的一种通信方式。它具有传输 效率高，用户使用方便等优点。
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进程通信的方式 1.信号通信机制
在计算机软件中提到的信号不是一个抽象的概念，而是非常具体的一组事件。 核心用整数来标识这些事件。每个进程在执行时，都要通过信号机制来检查是 否有信号到达。若有信号到达，表示某进程已发生了某种异常事件，便立即中 断正在执行的进程，转向由该信号Fra Baidu bibliotek某整数）所指示的处理程序，去完成对所 发生的事件（事先约定）的处理。处理完毕，再返回此前的断点处继续执行。 可见，信号机制是对硬件中断的一种模拟，因此又称软中断。
3.接收原语Receive(N） begin
得到本进程PCB的指针q； wait(q.sm); wait(q.mutex); 从q.mq队首取下一个缓冲区t； siganl(q.mutex); 将t的内容复制到N，并释放t
end
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可通过对共享存储区中的数据地读或写来实现通信。
进程在通信前，先向系统申请获得共享存储区中 的一个分区，并指定该分区的关键字，若系统已 经给其它进程分配了这样的分区，则将该分区的 描述符返回给申请者。接着，申请者把获得的共 享存储分区连接到本进程上，此后，便可象读、 写普通存储器一样地读、写该公用存储区。
采用了消息传递机制后，进程间用消息来交换信息。一个正在执行的进程可以 在任何时刻向另一个正在执行的进程发送一个消息；一个正在执行的进程也可 以在任何时刻向正在执行的另一个进程请求一个消息。如果一个进程在某一时 刻的执行依赖于另一进程的消息或等待其他进程对发出消息的回答，那么，消 息传递机制将紧密地与进程的阻塞和释放相联系。这样，消息传递就进一步扩 充了并发进程间对数据的共享，提供了进程同步的能力。
实现共享存储区通信的关键在于进程自己要负责 共享存储区的同步和互斥问题。
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4.消息传递系统 在消息传递系统中，进程间的数据交换是以格式化的消息(message)为
单位的，程序员直接利用系统提供的一组通信命令（原语）进行通信。 操作系统隐藏了通信的实现细节，简化了通信程序编制的复杂性。 消息通信机制有以下两种实现方式： （1）直接通信方式。发送进程直接把消息发送给接收者，并将它挂在接收 进程的消息缓冲队列上。接收进程从消息缓冲队列中取得消息，这种通 信方式也称为消息缓冲通信。 （2）间接通信。发送进程将消息发送到某种中间实体中（信箱），接收进 程从中取得消息。这种通信方式也称信箱通信。在网络中称为电子邮件 系统。