Межпроцессное взаимодействие в Unix

Межпроцессное взаимодействие.

Сигналы

Сигналы (signals) – программные прерывания, уведомляющие процесс о наступлении определенного события.

В отличии от других методов не позволяют процессам обмениваться друг с другом какой – либо информацией. При поступлении сигнала ОС сначала определяет, какому процессу предназначен данный сигнал, а потом – как процесс должен на него отреагировать.

Сообщения

Передача сообщений может являться двунаправленной:

1. Send (receiver Process, message);

2. Receive (sender Process, message);

Передача

При блокирующей передаче( blocking send) процесс вынужден ожидать до тех пор, пока сообщение не будет доставлено получателю, требуя подтверждения приёма.

При неблокирующей передаче(nonblocking send) процесс – отправитель может продолжать выполнение других операций, даже если сообщение ещё не было доставлено получателю.

Блокирующая – синхронная связь

Неблокирующая – асинхронная связь

Канал

Канал(pipe) – механизм передачи сообщений. Защищённая область памяти, которая выступает в качестве буфера, позволяющего нескольким процессам обмениваться между собой данными.

2

2 1

		kernel

сообщения общая память

Разделяемая память

Сокеты

Сокеты (socket) – программная конструкция, являющаяся конечным элементом соединения, которая позволяет общаться процессам в сети.

Удаленный вызов процедуры (RPC) – взаимодействие между процессами в распределенных системах.

Межпроцессное взаимодействие в Unix

Полная изоляция процессов в операционной системе бессмысленна, так как им часто необходимо обмениваться данными в процессе работы. Поэтому одна из важнейших задач операционной системы – обеспечивать контролируемые взаимодействия процессов.

Разделяемая память

Самый простой способ «обойти» разделение виртуальных пространств процессов – использования разделяемой памяти. Это специальный механизм, с помощью которого средствами операционной системы два процесса могут обращаться к общему участку физической памяти – каждый через свое адресное пространство.

Для операционной системы этот способ является наиболее простым — ведь все страницы виртуальной памяти процессов в любом случае проецируются на какую-то область физической памяти. Такое взаимодействие не требует каких-либо накладных расходов, процессы обмениваются информацией со скоростью обращения к памяти.

Однако для пользователя такой способ межпроцессного взаимодействия является труднодоступным. Во-первых, программы, взаимодействующие таким образом, должны изначально содержать соответствующий код — с помощью специальных системных вызовов обе программы должны обозначить участки своих адресных пространств, предназначенные для обмена информацией. Другая сложность состоит в том, что разделяемая память сама по себе не содержит средств синхронизации, программы должны согласованно изменять общий участок памяти, чтобы не испортить данные; обычно для этих целей применяются семафоры и аналогичные механизмы синхронизации.

Таким образом, разделяемая память — наиболее быстрый способ обмена, но при этом малопригодный для широкого использования. Обычная сфера применения разделяемой памяти — специализированные высокопроизводительные программы. Стоит также обратить внимание на явную аналогию разделяемой памяти и исполнения множества потоков в рамках одного процесса — в UNIX эти инструменты построения программ используются редко и только в связи с высокопроизводительными вычислениями и вводом-выводом.