操作系统课件-第三章进程管理6(进程通信).pptVIP

3.6 进程通信(communication) 进程通信：指进程间的信息交换。 按通信内容可以划分为2种 低级通信：进程之间控制信息的交换称为低级通信。 一般只传送一个和几个字节的信息，达到控 制进程执行速度的作用。（进程的同步和互斥） 信号量机制作为同步工具是卓有成效的，但作为通讯工具则不够理想，（?效率低。?通讯对用户不透明。） 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，高效地传送大量数据的一种通信方式。 1 共享存储器系统 共享存储器系统：相互通讯的进程通过共享数据结构和存储区进行通讯，因而可进一步分为： ?基于共享数据结构的通讯方式；（低效，只适于传递少量数据） ?基于共享存储区的通讯方式。为了传送大量数据，在存储区中划出一块共享存储区，诸进程可通过对共享存储区进行读或写数据实现通讯。 2 消息传递系统 在消息传递系统中，进程间的数据交换是以消息(message，在计算机网络中又称报文)为单位。程序员直接利用系统提供的一组通讯命令（原语）来实现通讯。 因其实现方法的不同，又可分为 直接通信方式： 发送进程直接将消息发送给接收进程，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。故称为消息缓冲机制。 间接通信方式： 发送进程将消息发送到某个中间实体（一般称为信箱）中，接收进程从中取得消息，所以称为信箱通讯方式，相应地系统称为电子邮件系统。 消息缓冲机制（直接通信） 邮箱通信（间接通信） 1．? 信（邮）箱 信箱是一种数据结构，逻辑上它分成两部分：信箱头和由若干格子组成的信箱体。 信箱中每个格子存放一封信，信箱中格子的数目和每格的大小在创建信箱时确定。 进程间的通信要满足如下条件： ? a.发送进程发送消息时，邮箱中至少要有一个空格存放该消息。 b.接收进程接收消息时，邮箱中至少要有一个消息存在。 信箱可由OS创建，也可由用户进程创建，创建者是信箱的拥有者，据此可把信箱分为：私用信箱，公用信箱，共享信箱。 在利用信箱通信时，在发送进程和接收进程之间，存在着四种关系： ?一对一关系：即可以为发送进程和接收进程建立一条专用的通信链路； ?多对一关系：允许提供服务的进程与多个用户进程进行交互，也称客户/服务器交互； ?一对多关系：允许一个发送进程与多个接收进程交互，使发送进程用广播的形式，发送消息； ?多对多关系：允许建立一个公用信箱，让多个进程都能向信箱投递消息，也可取走属于自己的消息。 管道 是指用于连接一个读进程和一个写进程，以实现它们之间通信的共享方式，又称pipe文件。 向管道（共享文件）提供输入的发送进程（即写进程），以字符流形式将大量的数据送入管道；而接收管道输出的接收进程（即读进程），可从管道接收数据，由于发送和接收都是利用管道进行通信的，故称为管道通信。 为了协调双方的通信，管道通信机制必须提供以下三方面的协调能力： ?互斥。一个进程正在对pipe进行读/写操作时，另一进程必须等待。 ?同步。当写（输入）进程把一定数量的数据写入pipe后，便去睡眠等待，直到读（输出）进程取走数据将其唤醒；当读进程读一空pipe，也应睡眠等待，直至写进程将数据写入管道，才将其唤醒。 ?对方是否存在。只有确定对方已存在时，才能进行管道通信，否则会造成因对方不存在而无限期等待。 * 进 程 管 理 * 进程的同步与互斥是一种通讯方式，一进程可通过修改变量或信号量告知另一进程，它是否可以继续执行下去，利用生产者——消费者算法，生产者进程可以传送一批数据给消费进程，或者说生产者通过缓冲区与消费者进行通讯，但P、V操作只能传递信号，信号本身不包含任何数据，而进程不当还容易导致进程死锁，因此，称这些同步机构为低级通讯机构. 进程通信的类型 一、单机系统中进程间通信的四种形式 P62 主从式、会话式、消息或邮箱机制、共享存储区方式 二、高级通讯机制类型 1 共享存储器系统(Shared-Memory System) 2 消息传递系统(Message passing System) 3 管道(pipe)通信系统 向系统申请共享存储区中的一个分区 指定该分区的关键字 如果已经给其他进程分配了这样的存储区， 将使用分区的描述符返回给申请者 4 申请者将申请到的