Коммуникация процессов.

Рассмотрим теперь возможные механизмы для непосредственной коммуникации процессов и синхронизации их действий.

Наиболее распространенный из них - система сообщений; при этом процессы взаимодействуют между собой без обращений к общим переменным

Средства коммуникации между процессами обеспечивают две операции вида:

• send (message) – отправка сообщения message; размер сообщения может быть постоянным или переменным;
• receive (message) – получение сообщения в буфер message.

Если процессам P и Q требуется взаимодействовать между собой, им необходимо:

• Установить связь (communication link) друг с другом
• Обменяться сообщениями вида send/receive.

Реализация связи может быть физической (общая память, аппаратная шина) или логической (например, логические свойства).

При реализации коммуникационного механизма между процессами необходимо решить следующие вопросы:

• Как устанавливается связь?
• Можно ли установить связь более чем двух процессов?
• Сколько связей может быть установлено между двумя заданными процессами?
• Какова пропускная способность линии связи?
• Является ли длина сообщения по линии связи постоянной или переменной?
• Является ли связь ненаправленной или двунаправленной (дуплексной)?

Непосредственная коммуникация процессов

При непосредственной коммуникации (direct communication) процессы именуют друг друга явно – по именам или по адресам (указателям), которые указываются в вызовах коммуникационных примитивов, например:

• send (P, message) – послать сообщение процессу P;
• receive (Q, message) – получить сообщение от процесса Q.

При данном способе коммуникации свойства линии связи, согласно контрольному списку:

• Связь устанавливается автоматически (ее реализуют операционная система или отдельные коммуникационные инструменты).
• Связь ассоциируется только с одной парой взаимодействующих процессов.
• Между каждой парой процессов всегда только одна связь.
• Связь может быть ненаправленной, но, как правило, она двунаправленная (процесс может получить сообщение от другого явно заданного процесса и принять от него сообщение)..

Косвенная коммуникация процессов

При косвенной коммуникации (indirect communication) сообщения направляются и получаются через почтовые ящики (mailboxes), или порты (ports) – системные структуры, предназначенные для приема, хранения и передачи сообщений. Для определенности будем использовать термин почтовый ящик.

Каждый почтовый ящик имеет уникальный идентификатор.

Процессы могут взаимодействовать, только если они имеют общий почтовый ящик.

Свойства линии связи, согласно списку:

• Связь устанавливается, только если процессы имеют общий почтовый ящик.
• Связь одного процесса может быть установлена со многими процессами (которым доступен тот же почтовый ящик).
• Каждая пара процессов может иметь несколько линий связи (так как сообщения могут посылаться через различные почтовые ящики).
• Связь может быть ненаправленной или двунаправленной.

При косвенном способе коммуникации процессы используют набор операций вида:

• Создать новый почтовый ящик.
• Отправить (принять) сообщение через почтовый ящик.
• Удалить почтовый ящик

Основные операции коммуникации принимают вид:

• send (A, message) – послать сообщение в почтовый ящик A.
• receive (A, message) – получить сообщение из почтового ящика A.

Как мы видим, в данном случае не используются адреса или имена процессов-корреспондентов; вместо них задаются имена почтовых ящиков.

При косвенной связи процессов может оказаться необходимой синхронизация. Дело в том, что передача сообщений может выполняться с блокировкой (синхронно) или без блокировки (асинхронно). Соответственно, основные операции send и receive могут быть с блокировкой или без блокировки.