操作系统之进程通信 (八)

顾名思义，进程通信就是指进程之间的信息交换。 进程是分配系统资源的单位(包括内存地址空间)，因此各进程拥有的内存地址空间相互独立，而且为了保证安全，一个进程不能直接访问另外一个进程的地址空间。 但是，在很多情况下，进程之间的信息交换又是必须的，如 某些APP的分享到微信朋友圈功能，在这些APP进程分享时，它们需要和微信进程进行进程通信。所以，为了实现进程间的安全通信，操作系统提供了一些方法，分别是共享存储、管道通信和消息传递。

下面对这几种方法进行介绍。

进程通信采用共享存储方式时，操作系统会在内存中开辟一块共享空间，允许通信进程对其互斥的访问。 注意：两个进程对共享空间的访问必须是互斥的，即 同一时间只允许一个进程访问该共享空间。(互斥访问可以通过操作系统提供的工具实现)

进程用这种方式通信时，操作系统只负责提供共享空间和同步互斥工具。(如 P、V操作)

其实，共享存储方式还分为了两种，分别是基于数据结构的共享、基于存储区的共享。

管道是指用于连接读写进程的一个共享文件，又名pipe文件。 进程通信采用管道通信方式时，操作系统会在内存中开辟的一个大小固定的缓冲区，进程需要按照"管道的规则"进行通信。 ("管道的规则"在此部分的最后会提到) 注意：一条管道只能实现半双工通信，半双工通信即某一时间段内只能实现单向的数据传输。

如果要实现双向同时通信，即某一时间段内实现双向的数据传输，则需要设置两条管道。 下面说说管道的规则。

个人理解：管道就像一辆单向行驶的车，只有车上坐满人后，车才可以发动，而当车到达目的地，全体人员都要下车。

进程通信采用消息传递方式时，进程间的数据交换会以格式化的信息 (Message) 为单位。进程通过操作系统提供的"发送消息/接受消息"两个原语进行数据交换。 拓展：计算机网络中发送的“报文”其实就是一种格式化的消息。

其实，消息传递方式也分为两种，分别是直接通信方式和间接通信方式。下面对这两种方式进行介绍。

进程通信采用消息传递的直接通信方式时，消息会直接挂到接收进程的消息缓冲队列上。 举个例子：假如，进程1给进程2发送了两个消息。那进程2的消息缓冲队列如下。 这种方式类似于寄快递，你写明收件人后，快递公司会把快递送达收件人的手中。在这里，快递就是消息，收件人就是接收进程，快递公司就是操作系统。

进程通信采用消息传递的直接通信方式时，发送进程会把消息发送到一个中间实体(信箱)中，而接收进程通过某些方法可以取得属于自己的消息，因此，这种方式也被称为"信箱通信方式"。 这种方式类似于电子邮件系统，用户A给用户B发送的邮件会暂存于服务器的信箱中，该邮件会等待用户B的取出。

以上内容大部分来自王道操作系统系列视频教学。