第二章 进程与线程 四、进程通信

目录

一、共享存储

1、基于数据结构的共享

2、基于存储区的共享

二、消息传递

1、直接通信方式（消息发送进程要指明接收进程的ID）

2、间接通信方式（通过“信箱”间接地通信。因此又称“信箱通信方式”）

三、管道通信

注意：

四、为什么进程通信需要操作系统支持?

---

一、共享存储

为避免出错，各个进程对共享空间的访问应该是互斥的。

1、基于数据结构的共享

（1）定义：比如共享空间里只能放一个长度为10的数组。这种共享方式速度慢、限制多，是一种低级通信方式

2、基于存储区的共享

（1）定义：操作系统在内存中划出一块共享存储区，数据的形式、存放位置都由通信进程控制，而不是操作系统。这种共享方式速度很快，是一种高级通信方式。

二、消息传递

进程间的数据交换以格式化的消息（Message）为单位。

进程通过操作系统提供的“发送消息/接收消息”两个原语进行数据交换。

1、直接通信方式（消息发送进程要指明接收进程的ID）

（1）进程P发送原语，其中包括了要发送给谁，和发送的数据。

（2）数据进入操作系统内核中，进程Q的PCB的消息队列。

（3）进程Q运行接收原语，在消息队列中查找P发送的数据，并将其复制进Q的地址空间。

2、间接通信方式（通过“信箱”间接地通信。因此又称“信箱通信方式”）

三、管道通信

注意：

管道通信遵守先进先出（FIFO）原则

1．管道只能采用半双工通信，某一时间段内只能实现单向的传输。如果要实现双向同时通信，则需要设置两个管道。

2.各进程要互斥地访问管道（由操作系统实现)

3.当管道写满时，写进程将阻塞，直到读进程将管道中的数据取走，即可唤醒写进程。

4.当管道读空时，读进程将阻塞，直到写进程往管道中写入数据，即可唤醒读进程。

5.管道中的数据一旦被读出，就彻底消失。因此，当多个进程读同一个管道时，可能会错乱。

对此，通常有两种解决方案:

①一个管道允许多个写进程，一个读进程（2014年408真题高教社官方答案)﹔

②允许有多个写进程，多个读进程，但系统会让各个读进程轮流从管道中读数据（Linux的方案）。

四、为什么进程通信需要操作系统支持?

1、进程是分配系统资源的单位（包括内存地址空间)，因此各进程拥有的内存地址空间相互独立。

2、为了保证安全，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间。