2.6 进程通信

1、进程通信是指进程之间的信息交换。

2、进程通信分为：

1）低级通信——进程之间的互斥和同步

2）高级进程通信

一、进程通信的类型（高级通信）

（一）共享存储器系统（操作存储区方式）

1、共享某些数据结构或共享存储区

2、基于共享数据结构的通信方式（低级）

1）诸进程公用某些数据结构，借以实现诸进程间的信息交换。

2）特点：复杂、低效率，还只适合传递相对少量的数据。

3、基于共享存储区

1）在存储器中划出了一块共享存储区，诸进程可通过对共享存储区中数据的读或写来实现通信。

（二）消息传递系统（发--收方式）

1、进程间的数据交换，以格式化的消息为单位

2、屏蔽底层复杂操作。

（三）管道通信（中间文件方式）

1、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存储

2、n而接收管道输出的读进程则从管道中接收(读)数据。

（四）Client-Server system

1、套接字

一个套接字就是一个通信标识类型的数据结构

2、远程过程调用

调用过程代码并不是在调用者本地运行，而是要实现调用者与被调用者二地之间的连接与通信。

二、消息传递通信的实现方法

1、直接通信方式

1）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。

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

三、消息传递系统的实现

1、传递消息考虑的问题：

①通信链路的建立

②消息格式

③同步方式

2、通信链路的建立

1）计算机网络环境下，用原语显式建立/拆除链路

2）单机系统只须利用系统原语，进程间链路由系统自动管理。

3、消息格式

1）n“大头+正文”

4、同步方式

1）发送进程阻塞、接收进程阻塞（无缓冲紧密同步）

2）发送进程不阻塞、接收进程阻塞（服务器程序）

3）发送进程和接收进程均不阻塞（缓冲队列）

四、消息缓冲队列通信机制

①不需管理链路

②定义简单数据结构（亦即消息格式）

③实现发送和接收的操作原语

2.7线程

一、认识线程

1、线程的引入

1）多道程序管理：追求效率的目的下实现“并发”

2）并发进程数量不宜过多，切换频率不宜过高。

3）限制并发程度问题所在：进程实体信息量大，对进程的管理操作越多，与运行时间的比值就越大，运行效率就低。

2.线程的属性

1）轻型实体：只需一点必不可少的、能保证独立运行的资源。（TCB）

2）独立调度和分派的基本单位：调度切换迅速且开销小。

3）可并发执行

4）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、线程的创建和终止

1）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

4、综合：线程与进程的比较

1）调度：线程作为CPU调度的基本单位，而进程只作为其它资源分配单位。

2）并发性：进程之间可以并发，实质上是不同进程中的两个线程并发。一个进程的多个线程之间亦可并发。

3）拥有资源：进程间资源相互独立；同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见

4）系统开销：线程上下文切换在同进程环境下上下文切换要快得多。因为同进程内线程间共享内存地址和打开的文件资源；

5、线程的管理

1）互斥锁

2）条件变量

3）信号量

有共有信号量和私有信号量

二、线程的实现方式

1.内核线程KST

n依赖于内核，利用系统调用由OS内核在内核空间完成创建、撤消、切换等线程工作。

2.用户线程ULT

无须利用系统调用，不依赖于OS核心。

3.组合方式

内核支持多KST线程的管理，同时也允许用户应用程序级的线程管理。