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[作業系統原理] 程序之間8種通訊方式



程序間通訊就是在不同程序之間傳播或交換資訊,那麼不同程序之間存在著什麼雙方都可以訪問的介質呢?程序的使用者空間是互相獨立的,一般而言是不能互相訪問的,唯一的例外是共享記憶體區。但是,系統空間卻是“公共場所”,所以核心顯然可以提供這樣的條件。除此以外,那就是雙方都可以訪問的外設了。在這個意義上,兩個程序當然也可以通過磁碟上的普通檔案交換資訊,或者通過“登錄檔”或其它資料庫中的某些表項和記錄交換資訊。廣義上這也是程序間通訊的手段,但是一般都不把這算作“程序間通訊”。因為那些通訊手段的效率太低了,而人們對程序間通訊的要求是要有一定的實時性。


  程序間通訊主要包括管道, 系統IPC(包括訊息佇列,訊號量,共享儲存), SOCKET.
  管道包括三種:1)普通管道PIPE, 通常有種限制,一是半雙工,只能單向傳輸;二是隻能在父子程序間使用. 2)流管道s_pipe: 去除了第一種限制,可以雙向傳輸. 3)命名管道:name_pipe, 去除了第二種限制,可以在許多並不相關的程序之間進行通訊.
  系統IPC的三種方式類同,都是使用了核心裡的識別符號來識別.


# 管道( pipe ):管道是一種半雙工的通訊方式,資料只能單向流動,而且只能在具有親緣關係的程序間使用。程序的親緣關係通常是指父子程序關係。


# 有名管道 (named pipe) : 有名管道也是半雙工的通訊方式,但是它允許無親緣關係程序間的通訊。


# 訊號量( semophore ) : 訊號量是一個計數器,可以用來控制多個程序對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制,防止某程序正在訪問共享資源時,其他程序也訪問該資源。因此,主要作為程序間以及同一程序內不同執行緒之間的同步手段。


# 訊息佇列( message queue ) : 訊息佇列是由訊息的連結串列,存放在核心中並由訊息佇列識別符號標識。訊息佇列克服了訊號傳遞資訊少、管道只能承載無格式位元組流以及緩衝區大小受限等缺點。


# 訊號 ( sinal ) : 訊號是一種比較複雜的通訊方式,用於通知接收程序某個事件已經發生。


# 共享記憶體( shared memory ) :共享記憶體就是對映一段能被其他程序所訪問的記憶體,這段共享記憶體由一個程序建立,但多個程序都可以訪問。共享記憶體是最快的 IPC 方式,它是針對其他程序間通訊方式執行效率低而專門設計的。它往往與其他通訊機制,如訊號量,配合使用,來實現程序間的同步和通訊。


# 套接字( socket ) : 套解字也是一種程序間通訊機制,與其他通訊機制不同的是,它可用於不同機器間的程序通訊。