Обмен сообщениями
Следующий способ реализации взаимного исключения – это обмен сообщениями. Вообще обмен сообщениями – это программное средство, которое используется очень широко, не только для решения проблем синхронизации, но и для проблем синхронизации оно тоже может быть использовано.
Основная функциональность метода обеспечивается двумя примитивами (являющимися, как и семафоры, в отличие от мониторов, системными вызовами, а не конструкциями языка) :
send (destination, message)
receive (source, message)
Основные особенности, которыми может обладать та или иная система обмена сообщениями:
•Синхронизация
- не блокирующий Процесс, осуществляющий не блокирующий send, выходит сразу же, а уже система берет на себя ответственность за то, чтобы куда-то буферизовать это сообщение и доставить его получающему процессу, тогда когда получающий процесс вызовет receive. Соответственно программа, вызывая не блокирующий receive, то если нет данных, подходящих под этот системный вызов (никто не писал еще сообщения), то выход будет осуществлен немедленно и не будет блокирования на ожидание.
- метод отправки блокирующий Процесс, осуществляющий отправку данных, при осуществлении блокирующего send, он будет заблокирован до тех пор, пока данные не будут получены, т.е. выход из send будет произведен только тогда, когда данные будут скопированы в буфер принимающего процесса. Аналогично, если осуществляется блокирующий receive, а данных еще нет, то мы будем заблокированы до тех пор пока не появятся данные, удовлетворяющие условиям нашего вызова.
•Адресация
- прямая При отправки сообщений указывается непосредственно некоторый идентификатор процесса. Предполагается, что управляющий процесс знает идентификатор того процесса, которому он хочет послать сообщение.
- косвенная Т.е. когда сообщение отправляется не непосредственно процессу, а в почтовый ящик. Почтовый ящик – это специальная структура, которая накапливает сообщения, там уже сообщения складываются и можно их оттуда вынимать. Уже по названию понятно, что это некоторый аналог почтового ящика, к которому может иметь доступ как один процесс так и несколько процессов. Несколько процессов могут помещать туда данные и извлекать оттуда данные. В этом случает, когда используется режим почтового ящика при отправки сообщений и получении сообщений указывается уже не идентификатор процесса, а идентификатор почтового ящика. Кроме того, почтовые ящики получается, могут жить независимо от их хозяев, т.е. он существует сам по себе и уже процесс может завершиться, который его создал, и почтовый ящик продолжает существовать и использоваться другими процессами. Т.е. имеет место более гибкая схема.
•Длина сообщения
- Конспект по курсу лекций Операционные системы
- Структура вычислительной системы
- Аппаратный уровень вычислительной системы
- Системы программирования
- Модель организации прерываний с использованием регистра «слово состояние процессора»
- 3.6.1.1 Устройство последовательного доступа
- Организация управления внешними устройствами
- Иерархия памяти
- Аппаратная поддержка ос и систем программирования
- Некоторые проблемы
- 1. Вложенные обращения к подпрограммам
- 2. Накладные расходы при смене обрабатываемой программы:
- 4. Фрагментация памяти
- 4.2.1 Регистровые окна ( register window )
- Системный стек
- Виртуальная память.
- Базирование адресов.
- Страничная память.
- Многомашинные, многопроцессорные ассоциации.
- Терминальные комплексы
- Компьютерные сети.
- Семейство протоколов tcp/ip
- Ip адрес представляется последовательностью четырех байтов. В адресе кодируется уникальный номер сети, а также номер компьютера (сетевого устройства в сети).
- Транспортный уровень
- Уровень прикладных программ
- Сетевые, распределенные ос
- Операционные системы Основные понятия
- Структура ос.
- Модельная ос
- Жизненный цикл процесса
- Типы операционных систем
- Системы разделения времени
- Управление внешними устройствами. Архитектура.
- Программное управление внешними устройствами
- Буферизация обмена
- Планирование дисковых обменов
- Raid системы.
- Файлы устройств, драйверы
- Управление оперативной памятью
- Двухуровневая организация
- Структурная организация файлов
- Атрибуты файла
- Типовые программные интерфейсы работы с файлами
- Подходы в практической реализации файловой системы Структура «системного» диска
- Модели реализации файлов Непрерывные файлы
- Файлы, имеющие организацию связанного списка.
- Индексные узлы (дескрипторы)
- Модели организации каталогов
- Варианты соответствия: имя файла – содержимое файла
- Координация использования пространства внешней памяти
- Учет свободных блоков файловой системы Связный список свободных блоков
- Использование битового массива
- Организация фс Unix
- Логическая структура каталогов
- Внутренняя организация фс Модель версии System V Структура фс
- Работа с массивами номеров свободных блоков
- Работа с массивом свободных ид
- Индексные дескрипторы
- Адресация блоков файла
- Файл каталог
- Установление связей
- Недостатки фс модели версии System V
- Модель версии ffs bsd
- Стратегии размещения
- Внутренняя организация блоков
- Структура каталога ffs
- Понятие «процесс».
- Процессы в ос Unix Системно-ориентированное определение процесса
- Базовые средства организации и управления процессами
- Семейство системных вызовов exec()
- Использование схемы fork-exec
- Формирование процессов 0 и 1
- . Планирование Основные задачи планирования
- Планирование очереди процессов на начало обработки
- Кванты постоянной длины.
- Кванты переменной длины
- Класс подходов, использующих линейно возрастающий приоритет.
- Разновидности круговорота.
- Смешанные алгоритмы планирования
- Планирование в системах реального времени
- Общие критерии для сравнения алгоритмов планирования
- Планирование в ос unix
- Планирование в Windows nt.
- Планирование свопинга в ос Unix
- Взаимодействие процессов: синхронизация, тупики Параллельные процессы
- Проблемы организации взаимного исключения
- Тупики (deadlocks)
- Способы реализации взаимного исключения
- Семафоры Дейкстры
- Мониторы
- Обмен сообщениями
- Классические задачи синхронизации процессов
- Задача «читателей и писателей»
- Задача о «спящем парикмахере»
- Реализация взаимодействия процессов
- Сигналы
- Системный вызов kill()
- Системный вызов signal()
- Пример 1.
- Пример 2.
- 5 Пример. Программа “Будильник”.
- Пример. Двухпроцессный вариант программы “Будильник”.
- Пример. Использование канала.
- Пример. Схема взаимодействия процессов с использованием канала.
- Пример. Реализация конвейера.
- Пример. Совместное использование сигналов и каналов – «пинг-понг».
- Именованные каналы. Особенность именованных каналов в ос Unix.
- Пример. «Клиент-сервер».
- Межпроцессное взаимодействие, проводимое по модели «главный-подчинённый».
- Системный вызов ptrace()
- Общая схема трассировки процессов
- Пример. Использование трассировки.
- Система межпроцессного взаимодействия ipc.
- Очередь сообщений
- Системный вызов msgget()
- Функция msgsnd()
- Функция msgrcv()
- Функция msgctl()
- Пример. Использование очереди сообщений.
- Пример. Очередь сообщений. Модель «клиент-сервер».
- Разделяемая память.
- Пример. Работа с общей памятью в рамках одного процесса.
- Семафоры
- Пример. Использование разделяемой памяти и семафоров.
- 1Й процесс:
- 2Й процесс:
- Механизм сокетов
- Типы сокетов.
- Функция создания сокета
- Запрос на соединение
- Прослушивание сокета
- Подтверждение соединения
- Прием и передача данных
- Закрытие сокета
- Пример. Работа с локальными сокетами
- Пример работы с сокетами в рамках сети.