进程通信-第七组.ppt

2.6进程通信 进程通信概念： 进程通信是指在进程间传输数据(交换信息)。进程通信根据交换信息量的多少和效率的高低，分为低级通信（只能传递状态和整数值）和高级通信（提高信号通信的效率，传递大量数据，减轻程序编制的复杂度）。 其中高级进程通信分为三种方式：共享内存模式、消息传递模式、共享文件模式。 2.6.1 进程通信的类型 1. 共享存储器系统(Shared-Memory System） （1）基于共享数据结构的通信方式。 (2) 基于共享存储区的通信方式。 2. 消息传递系统(Message passing system) 消息通信方式：进程间的消息交换以消息或报文为单位，程序员利用一组通信命令(原语)来实现通信，可分为直接、间接通信方式； 3. 管道(Pipe)通信系统又称为共享文件方式：利用共享文件来实现进程间的通信。  所谓“管道”，是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现他们之间通信的一个共享文件，又名pipe文件。 为了协调双方通信，管道通信必须提供三方面的协调能力：互斥、同步、对方是否存在。 例如，原语Send(P2, m1)表示将消息m1发送给接收进程P2; 而原语Receive(P1，m1)则表示接收由P1发来的消息m1。 * * 发送进程 接收进程 字符流方式写入读出 先进先出顺序 2.6.2 消息传递通信的实现方法 1. 直接通信方式 这是指发送进程利用OS所提供的发送命令，直接把消息发送给目标进程。此时，要求发送进程和接收进程都以显式方式提供对方的标识符。通常，系统提供下述两条通信命令(原语)： Send(Receiver, message); 发送一个消息给接收进程； Receive(Sender, message); 接收Sender发来的消息； 2. 间接通信方式 (1) 信箱的创建和撤消。进程可利用信箱创建原语来建立一个新信箱。创建者进程应给出信箱名字、信箱属性(公用、私用或共享)；对于共享信箱， 还应给出共享者的名字。当进程不再需要读信箱时，可用信箱撤消原语将之撤消。 (2) 消息的发送和接收。当进程之间要利用信箱进行通信时，必须使用共享信箱，并利用系统提供的下述通信原语进行通信。 Send(mailbox, message); 将一个消息发送到指定信箱； Receive(mailbox, message); 从指定信箱中接收一个消息； 信箱可由操作系统创建，也可由用户进程创建，创建者是信箱的拥有者。据此，可把信箱分为以下三类。 1) 私用信箱:信箱的拥有者有权从信箱中读取消息，其他用户则只能将自己构成的消息发送到该信箱中。这种私用信箱可采用单向通信链路的信箱来实现。 2) 公用信箱:由操作系统创建，并提供给系统中的所有核准进程使用。核准进程既可把消息发送到该信箱中，也可从信箱中读取发送给自己的消息。显然，公用信箱应采用双向通信链路的信箱来实现。 3) 共享信箱:由某进程创建，在创建时或创建后，指明它是可共享的，同时须指出共享进程(用户)的名字。信箱的拥有者和共享者，都有权从信箱中取走发送给自己的消息。 在利用信箱通信时，在发送进程和接收进程之间，存在以下四种关系： (1) 一对一关系。这时可为发送进程和接收进程建立一条两者专用的通信链路，使两者之间的交互不受其他进程的干扰。 (2) 多对一关系。允许提供服务的进程与多个用户进程之间进行交互，也称为客户/服务器交互(client/server interaction)。 (3) 一对多关系。允许一个发送进程与多个接收进程进行交互，使发送进程可用广播方式，向接收者(多个)发送消息。 (4) 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中投递消息；也可从信箱中取走属于自己的消息。 2.6.3 消息传递系统实现中的若干问题 1. 通信链路(communication link) 为使在发送进程和接收进程之间能进行通信，必须在两者之间建立一条通信链路。有两种方式建立通信链路。 第一种方式是：由发送进程在通信之前，用显式的“建立连接”命令(原语)请求系统为之建立一条通信链路；在链路使用完后，也用显式方式拆除链路 。这种方式主要用于计算机网络中。 第二种方式是发送进程无须明确提出建立链路的请求，只须利用系统提供的发送命令(原语)，系统会自动地为之建立一条链路。 这种方式主要用于单机系统中。 根据通信链路的连接方法，又可把通信链路分为两类： ① 点—点连接通信链路，这时的一条链路只连接两个结点(进程)； ② 多点连接链路，指用一条链路