第二章 进程管理().ppt

2.6 进程通信(communication) 进程通信：进程之间的信息交换称为进程通信。 进程通信信息量少则是一个状态或数据，多则成千上万字节的。例如：进程之间的同步（包括互斥和合作）需要交换信息，临界资源互斥只要一个状态信息，PC问题以缓冲区为单位交换信息。 按通信所交换的数据量多少，将进程通信分为低级通信和高级通信两种方式。 低级通信：进程之间只交换少量数据的通信方式。 一般只传送一个和几个字节的信息，以达到进程同步合作之目的。因此，进程的同步通信由于通信量少而被归结为低级通信。缺点：?传输效率低；?通信对用户不透明。 高级通信：进程（用户）之间可以直接利用操作系统所提供的一组通信原语，而实现高效、大批量地交换数据的通信方式。优点：?传输效率高；?通信过程对用户是透明的。 1、高级进程通信的类型 目前高级通信方式分为三大类：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统。（主要以通信实施方式和数据交换方式来分） 1、共享存储器系统(Shared-Memory System) 共享存储器系统细分为两种： 1）基于共享数据结构的通信方式：诸进程共享某一公用数据结构来实现信息的交换。如PC问题，利用了缓冲区数据结构。特点：进程负责数据结构的维护与同步，实属低级通信。 2）基于共享存储区的通信方式（共享内存区）：在内存中划出一块共享存储区，供进程通信使用。方法是：诸进程申请分区作为进程资源，读写公共分区实施将换信息。特点：大批量数据通信。 用消息实现生产者—消费者 #include “prototypes.h” #define N 100 /*缓冲区的个数*/ void prodecer(void) { int item; message m; /*m:消息缓冲区*/ while(TRUE) { produce_item(item); //生产消息项 receive(consumer,m); /*等待一条空消息到达*/ Build_message(m,item); /*构造一条消息供发送*/ Send(consumer,m); /*向消费者发送该消息*/ } } 用消息实现生产者—消费者 Void consumer(void) { int item; message m; for (int i=0;iN;i++) send(producer,m); /*发送N条空消息*/ while(TRUE){ receive(producer,m); /*收到一条有数据的消息*/ extract_item(m,item); /*从消息中提取数据*/ send(producer,m); /*回送空消息作为应答*/ consumer_item(item); /*消费得到的数据*/ } } 作业：2-4 淮海工学院计算机科学系 * 2.5 管 程 机 制 1、管程的基本概念 管程的定义：管程是用抽象数据类型或面向对象方法来表示可共享资源，并通过此数据类型实现并发进程访问资源的同步性。 简单地讲：管程就是用对象来代替共享的软硬件资源，并用对象所提供的操作接口来实现并发进程对共享资源（对象数据）的访问和同步。 举例：临界资源打印机： ADT printer { 属性：名称；型号；结构；性能，状态；数量等； 操作：操作1（）；操作2（）；… …；操作n（）； 初始化：给属性值赋初始值； } //ADT printer 管程由三部分组成：① 局部于管程（资源对象）的共享变量说明；② 对管程（资源对象）数据进行操作的一组过程；③ 对局部于管程的数据设置初始值的语句。此外，还须为管程赋予一个名字。 使用管程的要点：进程只能通过管程所提供的接口来访问管程；管程内的共享数据（共享变量）只能由管程所提供的操作来改变；管程每次只准许一个进程进入管程，依此实现进程互斥。 图 2-11 管程的示意图 管程的定义和描述语法为：  type monitor-name=monitor variable declarations procedure entry P1(…); begin … end; procedure entry P2(…); begin … end;  … procedure entry