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第二章 进程管理 2.1 进程的基本概念(PROCESS) 2.2 进程状态和进程控制 2.3 线程(THREAD) 2.4 进程的互斥和同步 2.5 进程间通信(IPC, INTER-PROCESS COMMUNICATION) 2.6 死锁问题(DEADLOCK) 2.7 处理机调度 2.5 进程间通信(INTER-PROCESS COMMUNICATION) 2.5.0 进程间通信的类型 2.5.1 信号(signal) 2.5.2 共享存储区(shared memory) 2.5.3 管道(pipe) 2.5.4 消息(message) 2.5.5 套接字(socket) 2.5.0 进程间通信的类型 低级通信：只能传递状态和整数值（控制信息），包括进程互斥和同步所采用的信号量和管程机制。优点是速度快。缺点是： 传送信息量小：效率低，每次通信传递的信息量固定，若传递较多信息则需要进行多次通信。 编程复杂：用户直接实现通信的细节，编程复杂，容易出错。 高级通信：能够传送任意数量的数据，包括四类：共享存储区、管道、消息、套接字（socket)。 2. 直接通信和间接通信 直接通信：信息直接传递给接收方，如管道 在发送时，指定接收方的地址或标识，也可以指定多个接收方或广播式地址； 在接收时，允许接收来自任意发送方的消息，并在读出消息的同时获取发送方的地址。 间接通信：借助于收发双方进程之外的共享数据结构作为通信中转，如消息队列。通常收方和发方的数目可以是任意的 3. 高级通信的特征 通信链路(communication link)： 点对点/多点/广播 单向/双向 有容量（链路带缓冲区）/无容量（发送方和接收方需自备缓冲区） 数据格式： 字节流(byte stream)：各次发送之间的分界，在接收时不被保留，没有格式； 报文(datagram/message)：各次发送之间的分界，在接收时被保留，通常有格式（如表示类型），定长/不定长报文，可靠报文/不可靠报文。 收发操作的同步方式 发送阻塞（直到被链路容量或接收方所接受）和不阻塞（失败时立即返回） 接收阻塞（直到有数据可读）和不阻塞（无数据时立即返回） 由事件驱动收发：在允许发送或有数据可读时，才做发送和接收操作 2.5.1 信号(signal) 2.5.1.1 UNIX信号 2.5.1.2 Windows信号 2.5.1.1 UNIX信号 一个进程向另一个进程或进程组（或自己）发送（kill系统调用）：发送者必须具有接收者同样的有效用户ID，或者发送者是超级用户身份 某些键盘按键，如：中断字符（通常是Ctrl+C或Del）、暂停字符（如Ctrl+Z） 硬件条件，如：除数为零、浮点运算错、访问非法地址等异常条件 软件条件，如：Socket中有加急数据到达 2. 对信号的处理 进程可以设置信号处理例程（signal系统调用），在接收到信号时就被调用，称为捕获该信号。信号处理例程的参数是接收到信号的编号。 进程也可以忽略指定的信号(SIG_IGN)。 只有SIGKILL信号（无条件终止进程）和SIGSTOP（使进程暂停）不能被忽略。 在库函数system()的实现中，通过fork和exec加载新程序之后，在父进程中对SIGINT和SIGQUIT都要忽略，然后wait直到子进程终止，才恢复对SIGINT和SIGQUIT的原有处理例程。 进程创建后为信号设立了默认处理例程(SIG_DFL)，如：终止并留映象文件(core) 2.5.1.2 Windows 信号 SetConsoleCtrlHandler在本进程的处理例程(HandlerRoutine)列表中定义或取销用户定义的处理例程；如：缺省时，它有一个CTRL+C输入的处理例程，我们可利用本调用来忽视或恢复CTRL+C输入的处理； GenerateConsoleCtrlEvent发送信号到与本进程共享同一控制台的控制台进程组； 处理信号列表(5种) 2. signal和raise signal设置中断信号处理例程；如：SIGINT（CTRL+C）、SIGABRT异常中止等信号的处理； raise给本进程发送一个信号； 处理信号列表（6种） 2.5.2 共享存储区(shared memory) 相当于内存 可以任意读写和使用任意数据结构（当然，对指针要注意） 需要进程互斥和同步的辅助来确保数据一致性 1. UNIX的共享存储区 创建或打开共享存储区(shmget)：依据用户给出的整数值key，创建新区或打开现有区，返回一个共享存储区ID。 连接共享存储区(shmat)：连接共享存储区到本进程的地址空间，可以指定虚拟地址或由系统分配，返回共享存储区首地址。父进程已连接的共享存储区可被fork创建的子进程继承。 拆除共享存储区连接