69306

Види міжпроцесової взаємодії

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Для потоків різних процесів питання забезпечення синхронізації теж є актуальними, але вони в більшості випадків не ґрунтуються на понятті спільно використовуваних даних (такі дані за замовчуванням для процесів відсутні).

Украинкский

2014-10-03

33 KB

2 чел.

Лекція № 10

Тема: Види міжпроцесової взаємодії

План

  1.  Метод роз поділюваної пам’яті
  2.  Методи передавання повідомлень
  3.  Технологія відображуваної пам’яті
  4.  Особливості міжпроцесової взаємодії

Дотепер ми розглядали взаємодію потоків одного процесу. Головною особливістю цієї взаємодії є простота технічної реалізації обміну даними між ними - усі потоки одного процесу використовують один адресний простір, а отже, можуть вільно отримувати доступ до спільно використовуваних даних, ніби вони є їх власними. Оскільки технічних труднощів із реалізацією обміну даними тут немає, основною проблемою, яку потрібно вирішувати в цьому випадку, є синхронізація потоків.

З іншого боку, кожен потік виконується в рамках адресного простору деякого процесу, тому часто постає задача організації взаємодії між потоками різних процесів. Ідеться власне про міжпроцесову взаємодію (interprocess communication, IPC) [37]. Ця технологія з'явилася задовго до поширення багатопотоковості.

Для потоків різних процесів питання забезпечення синхронізації теж є актуальними, але вони в більшості випадків не ґрунтуються на понятті спільно використовуваних даних (такі дані за замовчуванням для процесів відсутні). Крім того, додається досить складна задача забезпечення обміну даними між захищеними адресними просторами. Підходи до її розв'язання визначають різні види міжпроцесової взаємодії.

Види міжпроцесової взаємодії

Реалізація міжпроцесової взаємодії здійснюється трьома основними методами: передавання повідомлень, розподілюваної пам'яті та відображуваної пам'яті. Ще одним методом IPC також можна вважати технологію сигналів, що була розглянута в розділі 3.

Сигнали були розглянуті раніше, тому що їхнє використання не зводиться тільки до організації IPC (синхронні сигнали є засобом оповіщення процесу про виняткову ситуацію); без них складно пояснити ряд базових понять керування процесами (наприклад, очікування завершення процесу).

Методи розподілюваної пам'яті

Методи розподілюваної пам'яті (shared memory) дають змогу двом процесам обмінюватися даними через загальний буфер пам'яті. Перед обміном даними кожний із тих процесів має приєднати цей буфер до свого адресного простору з використанням спеціальних системних викликів (перед цим перевіряють права). Буфер доступний у системі за допомогою процедури іменування, термін його існування звичайно обмежений часом роботи всієї системи. Дані в ньому фактично є спільно використовуваними, як і для потоків. Жодних засобів синхронізації доступу до цих даних розподілювана пам'ять не забезпечує, програміст, так само, як і при розробці багатопотокових застосувань, має організовувати її сам.

Методи передавання повідомлень

В основі методів передавання повідомлень (message passing) лежать різні технології, що дають змогу потокам різних процесів (які, можливо, виконуються на різних комп'ютерах) обмінюватися інформацією у вигляді фрагментів даних фіксованої чи змінної довжини, котрі називають повідомленнями (messages). Процеси можуть приймати і відсилати повідомлення, при цьому автоматично забезпечується їхнє пересилання між адресними просторами процесів одного комп'ютера або через мережу. Важливою особливістю технологій передавання повідомлень є те, що вони не спираються на спільно використовувані дані — процеси можуть обмінюватися повідомленнями, навіть не знаючи один про одного.

Технологія відображуваної пам'яті

Ще однією категорією засобів міжпроцесової взаємодії є відображувана пам'ять (mapped memory). У ряді ОС відображувана пам'ять є базовим системним механізмом, на якому ґрунтуються інші види міжпроцесової взаємодії та системні вирішення. Звичайно відображувану пам'ять використовують у поєднанні з інтерфейсом файлової системи, в такому разі говорять про файли, відображувані у пам'ять (memory-mapped files).

Ця технологія зводиться до того, що за допомогою спеціального системного виклику (зазвичай це mmapO) певну частину адресного простору процесу однозначно пов'язують із вмістом файла. Після цього будь-яка операція записування в таку пам'ять спричиняє зміну вмісту відображеного файла, яка відразу стає доступною усім застосуванням, що мають доступ до цього файла. Інші застосування теж можуть відобразити той самий файл у свій адресний простір і обмінюватися через нього даними один з одним.

Файли, відображувані у пам'ять, будуть докладно розглянуті в розділі 11.

Особливості міжпроцесової взаємодії

Тепер можна порівняти характеристики міжпроцесової взаємодії із характеристиками взаємодії потоків одного процесу.

♦ Проблема організації обміну даними є актуальною тільки для міжпроцесової взаємодії, оскільки потоки обмінюються даними через загальний адресний простір. Обмін даними між потоками схожий на використання розподілюваної пам'яті, але не потребує підготовчих дій.

♦ Проблема синхронізації доступу до спільно використовуваних даних є актуальною для взаємодії потоків і для міжпроцесової взаємодії із використанням розподілюваної пам'яті. Використання механізму передавання повідомлень не ґрунтується на спільно використовуваних даних.

Питання для самоконтролю:

  1.  Методи міжпроцесової взаємодії.
  2.  Метод розділюваної пам’яті
  3.  Методи передавання повідомлень
  4.  Технологія відображуваної памяті
  5.  Особливості міжпроцесової взаємодії


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84397. Abu Ali Ibn Sino (Avicenna) (980-1037) 819.35 KB
  Abu Ali Ibn Sino is the pride of Central Asia and one of the greatest scientists. Besides medicine he was occupied with mathematics, logic and philosophy. He was born in Bukhara in the village of Afshana in 980 and got his education in Bukhara.
84398. Abu Ali Ibn Sino 28.98 KB
  Abu Ali Ibn Sino is well-known in Europe by the name of “Avicenna” the naturalist Karl Linney named a type of plant “Avicenna” in honour of him. To sum up we can say that Abu Ali Ibn Sino was an encyclopaedic school whose contribution to world civilization was incomparable.
84399. Kamoliddin Behzod (1455-1537) 30.91 KB
  The member of Renaissance and Alisher Navoi’s apprentice, the great artist and miniaturist Kamoliddin Behzod was born in 1455 in poor family in Heart. He lost his parents as a child and was brought up by the famous painter Mirak Nakkosh. He learned from him the secrets of carving.
84400. Outstanding people of Uzbekistan Abu-Rayhon Beruniy 117.38 KB
  Abu-Rayhon Beruniy – a remarkable scientist, amazing with variety of his scientific interests, boldness of idea, the author of more than 150 works devoted to actual issues of natural sciences, philosophy, history, philology, great encyclopaedist – the thinker, the humanist of the Middle Ages epoch.
84401. Muhammad ibn Muso al-Khorazmiy 164.28 KB
  Muhammad ibn Muso al-Khorazmiy (783 - 850) Nickname Al – Khorezmi specifies his native land – the Central Asian state Khoresm (nowadays territory of Uzbekistan), Bin Mussa – son of Mussa, and one of nicknames of the scientist – Al – Madjusi– speaks about his origin from a sort of magicians...
84402. Alisher Navoi (1441-1501) 163.92 KB
  An ingenious poet and the thinker, the musician and the artist, the teacher and the scientist, a great statesman and one of the most cultural persons of his time. Alisher Navoi was the conventional head of the cultural life of Herat, the patron of numerous representatives of sciences, arts and cultures.
84403. Imam al-Bukhoriy (810-870) 37.33 KB
  Al – Bukhari, Muhammad Ismail Abu Abdullah al – Djufi (810 - 870) – well-known Sunni muhaddist – traditionalist. He was born in the family of Iranian origin in Bukhara, has died in the Hartanka settlement (near Samarkand).
84404. Amir Temur (Tamerlane) (1336-1405) 128.66 KB
  Amir Temur was born in 8th April 1336 in Hodja Ilgor village (Yakkabag) near Kesh (Shahrisabz). His father emir Muhammad Taragaj was from notable family of a Turkic sort barlas. He was the influential person and had the big authority in Movarounnahr.