操作系统（十）进程通信

2.1.4 进程通信

顾名思义，进程通信就是指进程之间的信息交换。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。同时为了保证安全，一个进程不能随意的访问另一进程的资源，但有时进程通信又是必要的，所以操作系统提供了共享存储、消息传递、管道通信三种方式来实现进程之间的通信。

2.1.4 进程通信

2.1.4.1 共享存储

2.1.4.2 消息传递

2.1.4.3 管道通信

2.1.4.1 共享存储

在共享存储这一形式中，两个进程对于某一共享内存的访问必须是互斥（不能同时访问）的。共享存储又可以进一步分为基于数据结构的共享以及基于存储区的共享。

基于数据结构的共享:在这种通信方式中，要求诸进程公用某些数据结构，借以实现诸进程间的信息交换。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。

基于存储器的共享：为了传输大量数据，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，数据的形式、存放位置都由进程控制，而不是操作系统。相比之下，这种共享方式速度更快，是一种高级通信方式。

2.1.4.2 消息传递

消息传递的方式是现在应用最广泛的一种进程通信方式，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。运用这种方式不仅实现了大量数据的传递而且向用户透明，隐藏了其中的实现细节，因此应用较为广泛。消息传递又可以分为直接通信方式和间接通信方式。

直接通信方式：消息直接挂到接收进程的消息缓冲队列上。

间接通信方式：消息要先发送到中间实体（信箱）中，因此也称“信箱通信方式”。

2.1.4.3 管道通信

所谓“管道”，是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现它们之间通信的一个共享文件，又名 pipe 文件。其实就是在内存中开辟一个大小固定的缓冲区。

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。

3. 数据以字符流的形式写入管道，当管道写满时，写进程的write()系统调用将被阻塞，等待读进程将数据取走。当读进程将数据全部取走后，管道变空，此时读进程的read()系统调用将被阻塞。

4. 如果没写满，就不允许读。如果没读空，就不允许写。

5. 数据一旦被读出，就从管道中被抛弃，这就意味着读进程最多只能有一个，否则可能会有读错数据的情况。