Подсистема межпроцессного взаимодействия

Введение

в межпроцессорное взаимодействие

Механизм работы подсистемы IPC (Inter process communication) обеспечивает правильное функционирование исполняющихся в системе процессов, совместно использующих аппаратные ресурсы системы, синхронизацию и обмен данными между этими процессами. В UNIX присутствуют все известные механизмы межпроцессного взаимодействия, среди которых сигналы, разделение ресурсов, структуры данных ядра и очереди ожидания и т. д.

В UNIX-подобных системах существуют следующие формы межпроцессного взаимодействия:

• • сигналы (Signals) — являются наиболее ранней формой асинхронных сообщений, посылаемых к процессам;
• • очереди ожидания (Wait queues) — предназначены для реализации механизма приостановки выполнения процессов (состояние сна), когда они ожидают освобождения ресурса для продолжения или окончания своей работы. Этот механизм используется планировщиком для реализации стратегии управления процессами;
• • блокирование файлов (File locks) — механизм, который разрешает любому процессу объявить некоторую область файла или даже весь файл доступным только на чтение для всех процессов, исключая процесс блокировки;
• • каналы и именованные каналы (трубы) (Pipes and Named Pipes) — позволяют образовывать двунаправленную передачу данных между двумя процессами с установлением соединения между ними. Установление соединения может быть явно через канал связи или через именованный канал в файловой системе.

Кроме того, в IPC принято включать механизмы блокировки и разблокировки, а также синхронного и асинхронного взаимодействия процессов. Отдельно выделяют межпроцессное взаимодействие в System V, которое включает:

• • семафоры (Semaphores), которые являются реализацией классической модели семафоров, включая создание массивов семафоров;
• • очереди сообщений (Message queues) — механизм сообщений дает процессам возможность посылать другим процессам потоки форматированных данных без установления соединения. Сообщения записываются в очередь и могут быть получены посредством чтения этой очереди;

• • разделяемую память (Shared memory) — механизм, позволяющий нескольким процессам доступ к одному региону физической памяти;
• • сокеты (UNIX Domain sockets) — еще один механизм, ориентированный на соединение процессов, находящийся в разных вычислительных системах. Сокеты уже были рассмотрены подробно в составе сетевой подсистеме (NET).

Далее подробно рассматриваются отдельные элементы IPC.