计算机操作系统-第十三天

目录

前言

进程通信（IPC）

进程通信的方法

共享存储

消息传递

直接通信方式

间接通信方式（信箱通信方式）

管道通信

本节思维导图

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前言

！！！回归！！！

进程通信（IPC）

概念：进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指两个进程之间产生数据交互

进程间通信需要依赖于操作系统内核的支持，为什么？

?1、进程是分配资源的单位（包括内存地址空间），因此各进程拥有的内存地址空间相互独立

2、出于安全性考虑，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间

（你只能登你的QQ但是不能登我的QQ）?

进程通信的方法

共享存储

概念：某个进程申请共享存储区，在该区中写入数据，其它进程就可以从中读取存放的数据

注意事项：

1、为避免出错，各个进程对共享空间的访问应该是互斥的，即一个进程在访问共享存储区时其它的进程不能访问

2、共享存储还可以细分为基于数据结构的共享和基于存储区的共享：

• 基于数据结构的共享：共享内存空间放什么数据、怎么放都是操作系统规定好的，比如共享空间里只能放一个长度为10的数组，这种共享方式速度慢，限制多，是一种低级通信方式
• 基于存储区共享：操作系统在内存中划出一片共享内存区，在这里放什么数据，怎么放都是由通信进程控制，拥有高度自治权，这种共享方式速度很快，是一种高级通信方式

消息传递

概念：进程间的数据交换以格式化的信息为单位，进程通过操作系统提供的“发送消息/接收消息”两个原语进行数据交换，格式化的消息由消息头和消息尾组成（消息头中包含发送进程ID【谁发】、接受进程ID【谁收】、消息长度等格式化信息，消息尾中包含要传递的具体数据）?

直接通信方式

概念：消息发送进程要指明接受进程的ID

间接通信方式（信箱通信方式）

概念：通过“信箱”间接地通信

特点： 操作系统允许多个进程往同一个信箱send消息，也可以多个进程从一个信箱中receive消息

管道通信

概念：“管道”是一个特殊的共享文件(pipe文件)本质就是在内存中开辟一个大小固定的内存缓冲区

特点：

1、管道中数据的流动是单向的，且先进先出(FIFO，相当于一个队列，只能先读取队头元素，这也是它区别于共享存储的原因，在实际情况下管道其实是一个循环队列，即如果读数据速度小于写数据速度，当后面的空间被填满时，由于前面的数据已经被读取了，所以再写入数据时可以在前面的空出来的地方写数据，需要注意的是此时仍然遵循先进先出的性质，循环队列的队头是在不断变化的)

<夹带私货时间😋>设计循环队列：http://t.csdnimg.cn/9weVt

2、管道只能采用半双工通信（单向传递），某一段时间内只能实现单向的传输，如果要实现全双工通信，则需要设置两个管道

3、各进程要互斥的访问管道（由操作系统实现）

4、管道中的数据可以边读边写：

• 只要管道未空，读进程就可以从管道读取数据
• 只要管道未满，写进程就可以往管道写数据

5、 管道中的数据一旦被读出，就彻底消失，因此多个进程读同一个管道时，可能会错乱，对此通常有两种解决方案：

1. 规定一个管道允许多个写进程，一个读进程（2014年408真题高教社官方答案）
2. 规定一个管道可以有多个写进程，多个读进程，但系统会让各个读进程轮流从管道中读取数据（Linux操作系统的方案）
3. 在实际应用过程中第二种方案更适用

本节思维导图

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