进程间通信与应用程序间通信及其实现技术.docx

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1、进程间通信与应用程序间通信及其实现技术----摘要本文讨论了进程间通信与应用程序间通信的含义及相应的实现技术，并对这些技术的原理、特性等进行了深入的分析和比较。----关键词信号管道消息队列共享存储段信号灯远程过程调用Socket套接字MQSeries1引言----进程间通信的主要目的是实现同一计算机系统内部的相互协作的进程之间的数据共享与信息交换，由于这些进程处于同一软件和硬件环境下，利用操作系统提供的的编程接口，用户可以方便地在程序中实现这种通信；应用程序间通信的主要目的是实现不同计算机系统中的相互协作的应用

2、程序之间的数据共享与信息交换，由于应用程序分别运行在不同计算机系统中，它们之间要通过网络之间的协议才能实现数据共享与信息交换。进程间通信和应用程序间通信及相应的实现技术有许多相同之处，也各有自己的特色。即使是同一类型的通信也有多种的实现方法，以适应不同情况的需要。----为了充分认识和掌握这两种通信及相应的实现技术，本文将就以下几个方面对这两种通信进行深入的讨论：问题的由来、解决问题的策略和方法、每种方法的工作原理和实现、每种实现方法的特点和适用的范围等。2进程间的通信及其实现技术----用户提交给计算机的任务最

3、终都是通过一个个的进程来完成的。在一组并发进程中的任何两个进程之间，如果都不存在公共变量，则称该组进程为不相交的。在不相交的进程组中，每个进程都独立于其它进程，它的运行环境与顺序程序一样，而且它的运行环境也不为别的进程所改变。运行的结果是确定的，不会发生与时间相关的错误。----但是，在实际中，并发进程的各个进程之间并不是完全互相独立的，它们之间往往存在着相互制约的关系。进程之间的相互制约关系表现为两种方式：----（1）间接相互制约：共享CPU----（2）直接相互制约：竞争和协作----竞争——进程对共享资源

4、的竞争。为保证进程互斥地访问共享资源，各进程必须互斥地进入各自的临界段。----协作——进程之间交换数据。为完成一个共同任务而同时运行的一组进程称为同组进程，它们之间必须交换数据，以达到协作完成任务的目的，交换数据可以通知对方可以做某事或者委托对方做某事。----共享CPU问题由操作系统的进程调度来实现，进程间的竞争和协作由进程间的通信来完成。进程间的通信一般由操作系统提供编程接口，由程序员在程序中实现。UNIX在这个方面可以说最具特色，它提供了一整套进程间的数据共享与信息交换的处理方法——进程通信机制（IPC）

5、。因此，我们就以UNIX为例来分析进程间通信的各种实现技术。----在UNIX中，文件（File）、信号（Signal）、无名管道（UnnamedPipes）、有名管道（FIFOs）是传统IPC功能；新的IPC功能包括消息队列（Messagequeues）、共享存储段（Sharedmemorysegment）和信号灯（Semapores）。----（1）信号----信号机制是UNIX为进程中断处理而设置的。它只是一组预定义的值，因此不能用于信息交换，仅用于进程中断控制。例如在发生浮点错、非法内存访问、执行无效指令

6、、某些按键（如ctrl-c、del等）等都会产生一个信号，操作系统就会调用有关的系统调用或用户定义的处理过程来处理。----信号处理的系统调用是signal，调用形式是：----signal(signalno,action)----其中，signalno是规定信号编号的值，action指明当特定的信号发生时所执行的动作。----（2）无名管道和有名管道----无名管道实际上是内存中的一个临时存储区，它由系统安全控制，并且独立于创建它的进程的内存区。管道对数据采用先进先出方式管理，并严格按顺序操作，例如不能对管道进

7、行搜索，管道中的信息只能读一次。----无名管道只能用于两个相互协作的进程之间的通信，并且访问无名管道的进程必须有共同的祖先。----系统提供了许多标准管道库函数，如：pipe()——打开一个可以读写的管道；close()——关闭相应的管道；read()——从管道中读取字符；write()——向管道中写入字符；----有名管道的操作和无名管道类似，不同的地方在于使用有名管道的进程不需要具有共同的祖先，其它进程，只要知道该管道的名字，就可以访问它。管道非常适合进程之间快速交换信息。----（3）消息队列（MQ）--

8、--消息队列是内存中独立于生成它的进程的一段存储区，一旦创建消息队列，任何进程，只要具有正确的的访问权限，都可以访问消息队列，消息队列非常适合于在进程间交换短信息。----消息队列的每条消息由类型编号来分类，这样接收进程可以选择读取特定的消息类型——这一点与管道不同。消息队列在创建后将一直存在，直到使用msgctl系统调用或iqcrm-q命令删除它为止。----系统提供了