计算机操作系统（王永茂）第2章进程管理-4.pptVIP

2.5 进程通信 进程通信 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：进程间的互斥与同步。 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。 进程高级通信的类型 共享存储器系统(Shared-Memory System) 消息传递系统(Message passing System) 管道(Pipe)通信系统 共享存储器系统 共享数据结构：（低效，只适于传递少量数据） 共享存储区：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，可以传送大量数据。 共享存储区 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 消息传递系统 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） 消息缓冲通讯技术由Hansen首先提出的，基本思想是：根据“生产者-消费者关系”原理，利用公用消息缓冲区实现进程间的信息交换。 发送进程先申请一个消息缓冲区，写入消息后把该消息缓冲区送入接收进程的消息队列中，通知接收进程。接收进程从消息队列中摘下一消息缓冲区，取出所需要的信息。 进程通信原语 发送原语：Send（Receiver，message） 接受原语：Receive（Sender，message） 注意： 发送原语中必须指定目标进程的具体标识号； 接收原语中的源进程标识号有两种处理方法： 1）接收进程显示地指定发送进程标识号，这就要求接收进程必须事先接收那个进程来的消息； 2）接收进程可以不必指定接收哪个进程的消息 消息的一般形式 消息缓冲区的数据结构 struct msg { sender; // 消息发送者名 size; // 消息长度 Text; // 消息正文 Next; //下一个消息的链指针 } PCB中增加相关数据项 typedef struct process_control_block { .... mq; //消息队列 message queue mutex; //消息队列互斥信号量 sm; //消息队列资源信号量 .... } Send原语 void send( receiver , a ) { getbuf( a.size , msg ); //申请缓冲区,存入msg msg.sender = a.sender; msg.size = a.size; strcpy( a.text , msg.text) ; msg.next = 0; j = getinternal_name( receiver ); P( j.mutext ); insert( j.mq , msg ); //加入接收者的消息队列 V( j.mutext ); V( j.sm ); //消息个数加1 , 可能会唤醒接收者 } Receive原语 void receive( b ) { P( j.sm ); //申请取消息,若无则阻塞 P( j.mutext ); // 互斥访问消息队列 remove( j.mq , msg ); //摘下一个消息 V( j.mutext ); b.sender = msg.sender; b.size = msg.size; strcpy(msg.text , b.text ) ; putbuf ( msg ); //释放消息所占空间 } 消息缓冲通信基本原理 信箱通信方式（间接通信） 与直接通信方式不同，消息不再从发送发直接发送到接收方，而是通过发送进程与接收进程共享的一个数据结构进行中转，该数据结构称为信箱。 发送进程将消息发送到指定的信箱中，接收进程从信箱中接收信息 信箱 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