操作系统－进程通信

概述

常用通信模型：

1. 间接-通过操作系统内核
2. 直接
3. 阻塞，被认为是同步的
4. 非阻塞，被认为是异步的

• 直接通信
  
  链路需要操作系统支持
• 间接通信
  
  中间节点一般是内核中共享的某些资源

• 通信链路缓冲
  

信号

接收到信号可能：类似软中断，停止正常运行。
不适合传递数据：因为它传递的信息很小，只是一位。仅起到通知作用。效率高。

系统处理过程：

1. 注册针对某个信号的handler
2. 一旦产生了信号，操作系统收到信号后，运行在内核态，响应信号进程的时候，返回去的那个点要调用信号处理函数。（通过修改应用程序的堆栈栈帧，那么应用程序往下执行会去执行信号处理函数）

管道

目标：数据交换

terminal指令含义：ls ｜ more

1. 创建两个子进程ls more（均为shell的子进程）
2. 同时共享进程的资源（文件）buffer
3. 同时做了一些设定，使得ls的输出是buffer，more的输入是buffer。shell让操作系统完成的。
4. 建好管道以后，｜的功能就完成了。
5. 然后shell让ls 和 more去执行。

注意：管道大小是有限的，ls发现管道填满会sleep，more发现管道空了会sleep。

消息队列

与管道区别：

1. 管道是由父进程为子进程创建的管道pipe，如果没有父子关系，管道就没法工作了。
2. 管道里面的数据是字节流，不是结构化的东西。
3. 消息队列可以实现多个不相干的进程通过队列传递数据，可能一头一个或多个send、receive，他们没有父子关系。
4. send、receive可以结构化的数据，使得编写复杂程序更加灵活方便，不用传递没有意义的字节流，还得做解析；传的就是有意义的数据结构。

相同点：

1. 队列大小是有限的，满或空也会出现sleep阻塞的情况。

共享内存

管道、消息队列都是间接通信
共享内存是直接通信，不需要send、receive操作，直接读写内存。最快，数据量最大。


共享那块内存如何实现：
通过内存管理，同一块儿物理内存映射到不同的进程的相同或者不同的地址空间里面去。映射好以后，通过虚地址访问不同进程的共享内存的虚地址时候，其实访问的是同一块物理内存的地址空间。需要内存管理支持（页表）。

Socket

涉及到网络原理课、
socket、TCPIP协议栈目前都实现在内核态

总结

• 管道：父子或者子子进程间数据交换
• 队列：更复杂有结构的数据进程间交换
• 信号：通知方式，轻量便捷。
• 共享内存：更快