进程通信说课材料.ppt

进程通信是指在操作系统中，多个并发执行的进程之间进行信息交换和协调动作的一种机制。它是并发程序设计的基础，确保进程能够在相互独立的情况下协调一致地工作。进程通信的同步和互斥是实现进程协调的重要手段，同步用于协调多个进程的工作进度，而互斥则用于协调对共享资源的访问，避免资源竞争导致的不一致性。在操作系统中，常见的进程通信方式包括信号通信、共享文件通信、共享存储区通信和消息传递通信等。 信号通信机制是一种简单的进程通信方式，通过信号的发送和接收来通知进程某个事件的发生。信号可以由内核发送给进程，也可以由进程发送给其他进程。在UNIX系统中，信号被分为与进程终止、例外事件、执行系统调用和终端交互相关的多个类别。信号机制涉及到信号的发送、响应和处理，系统调用kill用于发送信号，而signal用于响应信号，至于信号处理过程则依赖于具体的操作系统实现。 共享文件通信机制基于管道文件实现，允许进程通过管道以字符流的形式发送和接收数据。这种通信方式允许进程同步执行操作，它实质上是一种特殊的共享文件。为了保证进程间通信的正确同步，读写进程需要协调对通信机构的使用，确保互斥访问，并且需要确认对方进程的存在性。管道通信涉及文件系统的多个组件，包括文件的创建、打开、关闭和读写操作，以及相关的数据结构设计，如文件表和索引节点表。 共享存储区通信机制提供了一种高效的数据交换方式，允许两个或多个进程访问同一块存储空间。这种方式涉及到一组与共享存储有关的系统调用，包括创建共享存储段(shmget)、附加共享存储段(shmat)、脱离共享存储段(shmdt)和控制共享存储段(shmctl)。这种机制通常用于实现高性能的进程间通信，因为它避免了复制数据的开销，但需要程序员确保进程间对共享存储区域的访问是同步和互斥的。 消息传递通信机制是通过消息的发送和接收来实现进程间通信的一种方式。消息传递的原语包括send和receive，它们分别用于发送消息到指定的进程和从指定的进程接收消息。消息传递既可以是直接通信，也可以是间接通信。在直接通信中，发送和接收进程必须明确指出消息的目标进程或来源进程。消息传递机制与进程的阻塞和释放密切相关，它是进程间同步与数据共享的重要手段，能够更灵活地实现进程间的复杂交互。 进程通信是操作系统中进程管理不可或缺的一部分，它通过不同的机制满足不同场景下的通信需求，同时也为进程间实现同步和互斥提供了多种方法。理解各种通信机制的原理和使用场景对于掌握并发程序设计至关重要。