第二章C 进程的通信与线程PPT课件

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2020/11/26
2.5.2 共享存储器系统
基于共享数据结构的通信方式
– 没有屏蔽公用数据结构的设置以及同步处理等细节 – 只能传递相对少量的数据
基于共享存储区的通信方式
– 在存储器中划出一块共享存储区，诸进程可通过对 共享存储区中数据的读写来实现通信。
通信前，先向系统申请获得共享存储区中的一个分区 shmget()
V(m.letter) ； V(m.mutex) ； }
系统为信箱提供的原语：创建、撤销信箱、消息 发送send(mailbox,message)和消息接收 receive(mailbox,message) 。
间接通信的使用好处是增加了使用消息的灵活性。
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3.间接通信方式
进程A
.
信 件
. send()
.
发
.
送
区 信件正文
count size number
计算机操作系统
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2.5 进程间通信
进程通信：指进程之间的信息交换。 2.5.1 进程间通信的类型 2.5.2 共享存储器系统 2.5.3 消息传递系统 2.5.4 管道通信
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2.5.1 进程间通信的类型
低级通信：只能传递状态和整数值（控制信息），包括 进程互斥和同步所采用的信号量机制。优点是速度快。 缺点是：
i.text = a.text ；
i.next = 0 ；
getid (PCB set , receiver ，j) ；
P(j.mutex) ； //消息链是临界资源，需互斥
insert(j.mq，i) ；
V(j.mutex) ；
V(j.Sm) ；
}
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消息缓冲队列通信机制
接收原语 receive(sender,b) {
消息传递系统是指：进程间的数据交换是以格式化的消息 为单位的。消息传递系统分为直接通信方式和间接通信方 式两种。 1. 直接通信方式
这是指发送进程利用OS提供的发送命令直接把消息发 送给接收进程，并将它挂在接收进程的消息缓冲队列上。 接收进程利用OS提供的接收命令直接从消息缓冲队列中取 得消息。此时要求发送进程和接收进程都以显示的方式提 供对方的标识符，通常系统提供下述两条通信原语： Send(Receiver ,message) ； Receive(Sender ,message) ；或(Receive(message)) ； 直接通信的实例-消息缓冲队列通信机制。
mutex ；消息缓冲队列互斥信号量 ；
Sm
；消息缓冲队列资源信号量 ；
mq
；消息缓冲队列首指针 ；
.
end
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消息缓冲队列通信机制
发送原语
send (receiver,a)
{
getbuf(a.size，i) ；
i.sender = a.sender
i.size = a.size ；
– 传送信息量小：效率低，每次通信传递的信息量固定，若传递 较多信息则需要进行多次通信。
– 编程复杂：用户直接实现通信的细节(共享的数据结构、传送函 数、互斥与同步)，编程复杂，容易出错。
高级通信：指用户可直接利用操作系统所提供的一组通 信命令，高效地传送大量数据的一种通信方式。包括三 类：
– 共享存储器系统 – 消息传送系统 – 管道通信系统。
j=internal name； P (j.Sm) ； //从消息链上申请一个消息 P (j.mutex) ； Remove(j.mq，i ) ； V(j.mutex) ； b.sender =i.sender ； b.size =i.size ； b.text =i.text ； Releasebuf(i) ；
进程B
receive(b); sender :A size :5 text :Hello
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3.间接通信方式
在间接通信情况，消息不直接从发送者发送到接 收者，而是发送到暂存消息的共享数据结构组成 的队列，这个实体称为 信箱（mailbox,仅为相 互通信的进程所有）。因此两个进程通信情况是， 一个进程发送一个消息到某个信箱，而另一个进 程从信箱中摘取消息。
empty
letter
格格格
格
子 子 子 ... 子
123
n
进程B
.
. receive()
信
.
件
.
接
收 信件正文 区
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3.间接通信方式
发送原语 send(m,a) {
P(m.sempty) ； P(m.mutex) ； m.box[m.number]=a; m.number++;
由申请者把获得的共享存储分区链接到本进程上：将共享 内存的物理区域映射到该进程的虚空间 shmat()
向读写普通存储器一样读写该公用存储分区
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基于共享A正文
内存空间
进程B 虚空间
B正文
A数据
B数据
共享
A栈
存储
B栈
器
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2.5.3 消息传递系统
}
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消息缓冲队列通信机制的发送和接收
进程A
send(B,a);
sender :A size : 13 text : How are you? Next
进程B PCB
.
mutex sm mq
sender :A size :5 text :Hello
Next :
sender :A size:13 text: How are you? Next:0
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消息缓冲队列通信机制
消息缓冲队列通信的数据结构有：
– 消息缓冲区
type message buffer=record
sender；发送进程的标识符 size；消息长度 text；消息正文 next；指向下一个消息缓冲区的指针 end
– 进程PCB中有关通信的扩充数据项
type PCB = record .
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2.直接通信的实例： 消息缓冲队列通信机制
消息缓冲队列通信原理 消息缓冲队列通信机制的原理是：由系统管理
一组缓冲区(供所有进程使用)，其中每个缓冲区可 以存放一个消息。当发送进程要发送消息时先要向 系统申请一个缓冲区，然后把消息写进去，接着把 该缓冲区链接到接收进程的消息缓冲队列中。接收 进程可以在适当的时候从消息缓冲队列中摘下消息 缓冲区，读取消息，并释放该缓冲区。