操作系统第章 进程通信.pptVIP

第3章 进程管理 3.1 进程的引入 3.2 进程的结构 3.3 进程控制 3.4 进程的同步与互斥 3.5 进程间通信 3.6 进程调度 3.7 死锁 3.8 线程 进程通信概述 进程通信就是进程之间的信息交换，交换的信息量可多可少。 进程互斥与同步是一种进程通信，通过修改信号量，进程之间可建立起联系，相互协调运行和协同工作。 信号量上的PV操作是最简单的进程通信。 进程通信的类型 低级通信机制 交换信息量少，如P、V原语，软中断信号； 适用于集中式操作系统。 高级通信机制：交换信息量大 消息传递(message passing)通信机制； 共享内存(shared memory)通信机制； 管道（Pipe）通信：共享文件(shared file)通信机制； 既适用于集中式操作系统，又适用于分布式操作系统 一般，进程通信是指进程之间可直接以较高的效率传递较多数据的信息交换方式。 消息传递通信的直接通信方式 直接通信方式（消息缓冲通信） 发送进程发消息时要指定接收进程的名字，反过来，接收时要指明发送进程的名字； 发送原语：Send(receiver,message) 接收原语：Receiver(sender,message) * 对称形式：一对一 * 非对称形式：多对一 （顾客/服务员） 消息缓冲通信的实现 在操作系统空间设置一组缓冲区； 当发送进程需要发送消息时，执行send系统调用，产生访管中断，进入操作系统； 操作系统为发送进程分配一个空缓冲区，并将所发送的消息从发送进程copy到缓冲区中，然后将该载有消息的缓冲区连接到接收进程的消息链链尾，如此就完成了发送过程； 发送进程返回到用户态继续执行； 在以后某个时刻，当接收进程执行到receive接收原语时，也产生访管中断进入操作系统。 由操作系统将载有消息的缓冲区从消息链中取出，并把消息内容copy到接收进程空间，之后收回缓冲区，如此就完成了消息的接收，接收进程返回到用户态继续进行。 消息缓冲区结构 struct messageBuffer { int sender; //发送者ID int size; //消息长度 char text[20]; //消息正文 struct messageBuffer *next; //消息队列指针 } PCB中有关通信的数据项 struct PCB { … mq:pointer; //消息队列首指针 mutex:semaphore; //消息队列互斥信号量 sm:semaphore; //消息队列资源信号量 } 消息传递通信的间接通信方式 间接通信方式（信箱通信） 发送进程发消息时不指定接收进程的名字，而是指定一个中间媒介，即信箱。进程间通过信箱实现通信 发送原语：send(MB,Message)，接收原语：receive(MB,Message) 信箱 存放信件的存储区域 构成 信箱特征（头）：信箱容量、信件格式、信箱名称等； 信箱体：若干格子，用来存放信件； 分类 私用信箱 共享信箱 公用信箱 信箱使用规则 若发送信件时信箱已满，则发送进程被置为“等信箱”状态，直到信箱有空时才被唤醒 若取信件时信箱中无信，则接收进程被置为“等信件”状态，直到有信件时才被唤醒 发送进程和接收进程间关系 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。 * 消息传递 消息传递机制 进程间的数据交换以消息为单位，程序员利用系统的通信原语（要进行消息传递时执行send；当接收者要接收消息时执行receive）实现通信。这种通信方式属于高级通信 。 优点 操作系统隐藏了通信的实现细节，简化了通信程序编制的复杂性。 分类 直接通信（消息缓冲通信）： 发送进程直接把消息发送给接收者，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。 间接通信(信箱通信)： 发送进程将消息发送到某种中间实体中（信箱），接收进程从中取得消息。