美文网首页
二.进程(6-7)进程通信、线程

二.进程(6-7)进程通信、线程

作者: 溪的风 | 来源:发表于2018-12-10 09:45 被阅读0次

    进程通信是指进程之间的信息交换。

    一、低级通信——进程之间的互斥和同步

      信号量机制是有效的同步工具,但作为通信工具缺点如下:

    (1)效率低(通信量少)

    (2)通信对用户不透明(程序员实现,操作系统只提供共享存储器供代码操作)

    二、高级进程通信

      用户直接利用操作系统提供的一组通信命令,高效地传送大量数据的通信方式。

    n操作系统隐藏了进程通信的细节,对用户透明,减少了通信程序编制上的复杂性。

    高级通信机制可归结为四大类

    ①共享存储器系统(操作存储区方式)

      相互通信的进程共享某些数据结构或共享存储区,进程之间能够通过这些空间进行通信。

    a.基于共享数据结构的通信方式(低级)

    b.基于共享存储区的通信方式(高级)

    ②消息传递系统(发--收方式)

    最广泛使用的一种,进程间的数据交换,以格式化的消息为单位。屏蔽底层复杂操作。

    单机:操作系统底层编程中的消息传递系统调用;

    计算机网络:消息称为报文。程序员直接利用系统提供的一组通信命令(原语)进行通信。(④客户机-服务器系统)

    如socket编程,利用函数库的send、receive等命令即可实现网络通信

    ③管道通信(中间文件方式)

    所谓“管道”,是指用于连接一读进程和一写进程以实现通信的一个共享文件,又名pipe文件。

    向共享文件输入的写进程以字符流形式将大量的数据送入管道;而接收管道输出的读进程则从管道中接收(读)数据。

    首创于UNIX系统。其管道机制需提供三方面的协调能力:互斥、同步、确定对方是否存在。

    ④Client-Server system

    一个套接字就是一个通信标识类型的数据结构,包含了通信目的的地址,端口号,传输层协议、进程所在的网络地址,以及针对C\S程序提供的不同系统调用(API函数)等。

    系统中所有的连接都持有唯一的一对套接字及端口连接,从而方便地区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,确保通信双方间逻辑链路的唯一性。

    2.消息传递通信的实现方法

    1)直接通信方式

      发送进程利用OS所提供的发送命令(原语),直接把消息发送给目标进程。此时,发送进程和接收进程都以显式方式提供对方的标识符。通常利用系统通信命令(原语):

      Send(Receiver, message);

      Receive(Sender, message);

    2)间接通信方式

      基于共享数据结构的实体用来暂存发送给目标进程的消息;接收进程则从该实体中,取出对方发送给自己的消息。通常把这种实体称为信箱。

    n消息在信箱中可以安全地保存,只允许核准的目标用户随时读取。既可实时通信,又可非实时通信。

    3.消息传递系统的实现

      单机和网络环境下的高级进程通信广泛采用“消息传递”方式,需要考虑的问题:

    ①通信链路的建立

    ②消息格式

    ③同步方式

    ①通信链路的建立

    计算机网络环境下,用原语显式建立/拆除链路

    单机系统只须利用系统原语,进程间链路由系统自动管理。

    ②消息格式

    单机系统,发送与接收进程在同一台机器,环境相同故格式简单;

    网络环境下,受不同目标机器的环境和长距离信息传输等因素的影响,消息格式较复杂,消息常是“大头+正文”

    ③同步方式(如何控制发送和接收的状态)

    发送进程阻塞、接收进程阻塞(无缓冲紧密同步)

    发送进程不阻塞、接收进程阻塞(服务器程序)

    发送进程和接收进程均不阻塞(缓冲队列)

    2.线程的属性

    多线程OS中,一个进程包括多个线程,每个线程都是利用CPU的基本单位。

    轻型实体:只需一点必不可少的、能保证独立运行的资源。(TCB)

    独立调度和分派的基本单位:调度切换迅速且开销小。

    可并发执行

    共享进程资源:同进程中的线程可共享相同的进程地址空间、已打开文件、信号量机构等。

    3.线程的信息

    (TCB管理什么信息?)

    状态参数

    标识符、运行状态、优先级、寄存器状态、堆栈、专有存储器、信号屏蔽等。

    运行状态

    执行、就绪、阻塞

    4.线程的创建和终止

      在多线程OS中,应用程序启动时,通常只有一个线程(初始化线程)在执行,它根据需要再创建若干线程。

    创建新线程:

      利用线程创建函数(或系统调用),提供相应参数。线程创建函数执行完后,返回一个线程标识符供以后使用。

    线程被终止:

      不立即释放资源,只有当进程中的其它线程执行分离函数后,资源才分离出来能被其它线程利用。

               被终止而未释放资源的线程仍可被需要它的线程调用,使其重新恢复运行。

    相关文章

      网友评论

          本文标题:二.进程(6-7)进程通信、线程

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/bwzlhqtx.html