操作系统之进程与线程3

进程与线程-通信

• 进程间通信是指在不同进程之间传播或交换信息。进程间通信分为两大类：1同步、2消息传递。

• 同步使用的方式有：信号量、管程等。

• 消息传递有：管道(有名无名)、消息队列、套接字、信号、共享内存 。

• 同步

  • 这一分类主要包括那些负责协调进程间合作的，也就是进程同步相关的通信方式，一般不负责除同步功能外的消息传递。

  • 信号量

  • 用于进程间同步使用，PV操作。

  • 管程

  • 管程可以看做一个软件模块，它是将共享的变量和对于这些共享变量的操作封装起来，形成一个具有一定接口的功能模块，进程可以调用管程来实现进程级别的并发控制。

• 消息传递

  • 管道

    • 无名管道
    • 无名管道简称管道(pipe),是一种半双工的通信方式，数据单向流通，且必须在父子进程间传递消息。
    • 命名管道
    • 命名管道(fifo)也是半双工的，它和无名管道的区别主要在于，命名管道有名字，且对应一个磁盘索引节点，任何进程都可以对它进行访问，

• 消息队列

• 消息组成的链表，放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点

• 共享内存

• 共享内存允许多个进程共享一个给定的内存区域，这一段存储区可以被共享的进程映射至自身的地址空间中，一个进程写入共享内存的信息，可以被其他使用这个共享内存的进程，通过简单的内存读取操作来读出，从而实现了进程间的通信。

• 采用共享内存进行通信的一个主要好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝，对于像管道和消息队里等通信方式，则需要再内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次：一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存到输出文件。

• 套接字

  • 套接字（socket）是一个抽象层，主要用于网络间传递消息，应用程序可以通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。套接字允许应用程序将I/O插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。网络套接字是IP地址与端口的组合。