消息发送与接收的方式

非阻塞消息传递操作(续)

无专门硬件与有专门硬件时无缓冲模式非 阻塞通信图示
发送进程 接收进程 发送进程 接收进程
send
请求 应答
recv
send
请求 应答
recv
数据不安全
数据 不安 全
数据 不安 全
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国防科学技术大学并行与分布处理重点实验室
各种方式的通信操作比较
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缓冲模式阻塞发送/接收操作(续)

由于接收端必须阻塞以保证语义正确性而 导致死锁的例子
P0
recv(&a, 1, 1); send(&b, 1, 1);
P1
recv(&a, 1, 0); send(&b, 1, 0);
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非阻塞消息传递操作
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缓冲模式阻塞发送/接收操作

在发送端，当执行到发送操作时，将数据 复制到缓冲区，并在数据复制完毕后就立 即返回 在接收端，接收来的数据也存储到一个缓 冲区中，当接收进程执行到接收操作时， 再去检测数据是否已经在缓冲区中

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消息发送与接收的方式(续)

阻塞式消息传递：无语义正确性问题

缓冲模式 无缓冲模式
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非阻塞式消息传递

缓冲模式 无缓冲模式
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无缓冲模式阻塞发送/接收

发送操作直到与之配对的接收操作启动之后，才 在传完数据之后返回。典型方法是采用握手机制 导致进程空闲
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消息发送与接收的方式

数据发送与接收的不同方式引起的后果
P0 P1 a=100; recv(&a, 1, 0); send(&a, 1, 1); printf(“%d\n”,a); a=0;
有额外硬件支持通信与计算并行执行时， 可能会出现语义正确性问题。
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减少了进程空闲，但增加了数据缓冲开销
一般如果可以预测到发送与接收将几乎同 时到达时，采用无缓冲操作更为有效 对一般应用问题，采用有缓冲操作比较好 在缓冲模式中，也可能由于缓冲区大小的 限制而导致死锁

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缓冲模式阻塞发送/接收操作(续)

缓冲区太小导致性能下降的例子
P0 P1
For(k=0;k<10000;k++) { recv(&a,1,0); consume_data(&a); }
For(k=0;k<10000;k++) { produce_data(&a); send(&a,1,1); }
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缓冲模式阻塞发送/接收操作(续)

有无专门硬件支持时的不同操作方式
发送进程 接收进程 发送进程 接收进程
send recv
send
将数据 复制到 缓冲区
recv
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缓冲模式阻塞发送/接收操作(续)
发送进程 接收进程 发送进程 接收进程 发送进程 接收进程
send
请求 应答
recv
请求 应答
recv
send
请求 应答
recv
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无缓冲模式阻塞发送/接收(续)

无缓冲模式阻塞操作中的死锁
P0 P1
send(&a,1,1); send(&a,1,0); recv(&b,1,1); recv(&b,1,0);

在缓冲模式下，发送进程在启动复制到缓 冲区的DMA操作后立即返回，返回时 DMA操作可能尚未结束 在无缓冲模式下，发送进程简单地将消息 的状态标识为尚未传输，就返回
在数据进程传输的过程中，可以进行一些 有用而不会引起语义正确性问题的计算
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