浅析分布式系统进程间通信
列举出 linux 系统中常用的进程通信机制,并对每种机制进行简单说明。
列举出 linux 系统中常用的进程通信机制，并对每种机制进行简单说明。
一、管道（Pipe）管道是最基本的进程间通信（IPC）机制之一，通常用于父子进程或对称多处理中的进程间通信。
它是一种命名管道，通过文件系统中的特殊文件实现。
使用管道，一个进程可以将数据发送到另一个进程，从而实现进程间的通信。
使用方法：1. pipe() 函数创建管道并将文件描述符返回给调用进程。
2. write() 函数从文件描述符向管道写入数据。
3. read() 函数从管道读取数据。
二、信号（Signal）信号是一种简单的进程间通信机制，用于通知接收进程某个事件的发生。
信号可以由系统生成（如操作系统的调度），也可以由其他进程发送。
信号通常用于通知接收进程发生错误、终止或需要执行某些操作。
使用方法：1. 发送信号：kill() 或 raise() 函数发送信号。
2. 接收信号：处理信号的函数（如信号处理程序）需要注册到进程中。
三、消息队列（Message Queue）消息队列是一种更为复杂的进程间通信机制，它允许不同进程之间发送和接收消息。
消息队列提供了一种高效、可靠的消息传递机制，适合于分布式系统中的进程间通信。
使用方法：1. mq_open() 函数创建或打开消息队列，并返回一个消息队列标识符。
2. mq_send() 和 mq_receive() 函数分别用于发送和接收消息。
四、共享内存（Shared Memory）共享内存是一种轻量级的进程间通信机制，允许多个进程共享同一块内存区域。
它适用于需要快速数据交换的进程间通信场景，如多线程或分布式系统中的进程间通信。
使用方法：1. mmap() 函数将一段虚拟地址空间映射到进程的地址空间中，实现进程间的共享内存。
2. 读写共享内存区域进行数据交换。
五、套接字（Socket）套接字是一种更为灵活的进程间通信机制，它提供了更为广泛的网络通信功能。
套接字可以是基于网络的，也可以是本地进程间的通信机制。
进程间通信(补充材料)
• msgp //用来存放欲接收消息的用户数据结构的地址
• size //指示msgp中数据数组的大小
• type //为0接收该队列的第一个消息；为正，接收类型为 type的第一个消息；为负，接收小于或等于type绝对值 的最低类型的第一个消息
• flag //规定倘若该队列无消息，核心应当做什么事。若设 置 IPC_NOWAIT ， 则 立 即 返 回 ； 若 在 flag 中 设 置 MSG_NOERROR，且所接收的消息大学大于size，核心 截断所接收的消息。
1. Linux的共享存储区
• 创建或打开共享存储区(shmget)：依据用户给出的整数值key， 创建新区或打开现有区，返回一个共享存储区ID。
• 连接共享存储区(shmat)：连接共享存储区到本进程的地址空间， 可以指定虚拟地址或由系统分配，返回共享存储区首地址。父 进程已连接的共享存储区可被fork创建的子进程继承。
• 拆除共享存储区连接(shmdt)：拆除共享存储区与本进程地址空 间的连接。
• 共享存储区控制(shmctl)：对共享存储区进行控制。如：共享存 储区的删除需要显式调用shmctl(shmid, IPC_RMID, 0)；
• 头文件：sys/types.h, /sys/ipc.h, sys/shm.h
• flag // 本 身 由 操 作 允 许 权 和 控 制 命 令 值 相
“或”得到，如：IPC_CREAT|0400表示是否
该队列应被创建，IPC_EXCL|0400表示该队
列的创建应是互斥的。
• msgqid是该系统调用返回的描述符，失败则 返回－1
int msgsnd(int id, struct msgbuf *msgp,
进程间通信的几种方法
进程间通信的几种方法进程间通信是计算机系统中一种非常常见的需求，它允许多个进程在不同的地址空间中共享资源，实现信息的共享以及通信。
在计算机系统中，进程间通信的方法会根据使用的网络类型以及网络的连接有所不同。
对于进程间通信的方法，一般可以分为以下几种：（一）共享内存共享内存是一种最简单的进程间通信的方式，也是当今使用最为普遍的进程间通信方法。
在此方法中，多个进程可以访问共享内存区域，这样它们就可以直接在内存中进行通信，而且支持多个进程同时读取和写入内存中的数据，能满足多样化的通信需求，从而提高了系统的效率。
但是，由于这种方法不能实现两个进程之间的“双向”通信，因此它只能适用于一些特定的应用场景，而不能满足一般的进程间通信需求。
（二）消息传递消息传递是进程之间通信的常见方法，它允许两个进程之间进行双向通信，同时还能可靠地传输数据。
在消息传递中，多个进程可以通过将自己的传输内容发送到指定的消息服务器来实现进程间通信。
消息服务器会将这些内容发送到另一个进程，以便双方进行通信。
简单的消息传递本质上是一种客户端/服务器架构，而处理多个进程之间的通信时，可以使用一种名为“发布/订阅”的模型。
在这种模型中，发送者会将消息（即发布）发布到消息服务器上，而接收者（即订阅）可以订阅消息服务器上的那些发布消息。
（三）管道（PIPES）管道是另一种常用的进程间通信模式，它可以实现进程间的双向通信。
在管道模式中，多个进程共享一个双向管道，它们可以在这个双向管道上进行双向通信，也就是说，管道的一端可以用来发送数据，另一端可以用来接收数据。
与消息传递不同，管道不需要使用额外的服务器，因此它可以更快地传输数据，但是它也有很大的局限性，无法跨越网络，仅限于同一台机器上的多个进程之间的通信。
（四）信号量信号量是一种重要的进程间通信机制，它可以用来实现同步和互斥操作，使多个进程都能够按照规定的方式来完成工作，从而实现协作和通信。
信号量原理是通过一个数值来控制多个进程对共享资源的访问，当这个数值为正时，它允许多个进程访问共享资源，当这个数值为0时，它就不允许多个进程访问共享资源。
linux rpc原理
linux rpc原理Linux RPC（Remote Procedure Call）是一种用于在分布式计算环境中进行进程间通信的机制。
它允许一个进程（称为客户端）调用远程机器上的另一个进程（称为服务器）上的过程，就像调用本地过程一样。
本文将详细介绍Linux RPC的原理和实现方式。
一、Linux RPC的原理Linux RPC的原理可以概括为以下几个步骤：1. 客户端发起RPC调用请求：客户端通过本地调用的方式发起RPC调用请求，将参数传递给本地的RPC运行时库。
2. 客户端RPC运行时库打包请求：客户端RPC运行时库将请求数据打包成网络数据报文，包括调用的过程名、参数等信息。
3. 客户端发送RPC请求：客户端通过网络将打包好的请求数据发送给服务器。
4. 服务器接收RPC请求：服务器收到请求后，由服务器RPC运行时库解析数据报文，获取调用的过程名和参数等信息。
5. 服务器执行RPC调用：服务器根据过程名找到对应的本地过程，并将参数传递给本地过程执行。
6. 服务器返回RPC结果：服务器将本地过程的执行结果打包成网络数据报文，发送给客户端。
7. 客户端接收RPC结果：客户端接收到服务器返回的结果后，由客户端RPC运行时库解析数据报文，获取执行结果。
8. 客户端解包结果：客户端RPC运行时库将结果解包，并返回给调用方。
二、Linux RPC的实现方式Linux RPC的实现方式有多种，其中比较常见的是基于传输层协议的RPC实现，如TCP和UDP。
具体实现步骤如下：1. 定义RPC接口：首先需要定义RPC接口，包括过程名和参数等信息。
可以使用IDL（Interface Definition Language）语言来描述接口。
2. 生成客户端和服务器代码：根据定义的RPC接口，使用IDL编译器生成客户端和服务器的代码。
这些代码包括序列化和反序列化函数，用于将数据打包成网络数据报文和解析网络数据报文。
3. 客户端调用远程过程：客户端通过调用生成的客户端代码中的函数来发起RPC调用请求，将参数传递给RPC运行时库。
linux进程间通讯的几种方式的特点和优缺点
linux进程间通讯的几种方式的特点和优缺点Linux进程间通讯的方式有多种，其优缺点也不尽相同，接受者依赖发送者之时间特性可承载其优端。
下面就讨论几种典型的方式：1、管道（Pipe）：是比较传统的方式，管道允许信息在不同进程之间传送，由一端输入，另一端输出，提供全双工式劝劝信息传送，除此之外，伺服端也可以将其服务转换为管道，例如说Web服务程序。
管道的优点：简单易懂、可靠、灵活、容易管理，可以控制发送端和接收端的信息流量。
管道的缺点：线程之间的信息量不能太大，也只能在本机上使用，不能通过网络发送信息。
2、消息队列（Message queue）：消息队列主要应用在大型网络中，支持多种消息队列协议，广泛用于在远程机器上的进程间的交互、管理进程间的数据和同步问题。
消息队列的优点：主要优点是这种方式可以将消息发送给接收端，然后接收端可以从距离发送端远的地方网络上接收消息，通过消息队列可以较好的管理和控制进程间的数据流量和同步问题。
消息队列的缺点：缺点是消息队里的管理复杂，并且有一定的延迟，而且它使用时应避免共享内存，对于多处理器和跨网络环境， TCP 传输数据时也比不上消息队列的传输效率高。
3、共享内存（Share Memory）：是最高效的进程间通信方式，也是最常用的，它使进程在通信时共享一个存储地址，双方都可以以该存储地址作为参数进行读写操作。
共享内存的优点：实现高性能，数据同步操作快、数据可以高速传输，可以解决多处理器以及跨网络环境的通信。
共享内存的缺点：由于进程间直接使用物理内存，没有任何保护，所需要使用较复杂的同步机制来完成数据的可靠传输。
总的来说，每种进程通讯方式都有各自的优缺点，不同的系统需求也许需要多种方案的相互配合才能有效的处理系统间通信的问题。
系统设计者应根据具体系统需求，选择合适的进程通信方式来实现更好的进程间通信。
操作系统的消息传递和进程间通信实现进程间的信息传递和通信
操作系统的消息传递和进程间通信实现进程间的信息传递和通信操作系统是计算机中非常重要的一个组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源。
在多道程序设计环境下，操作系统需要负责调度和管理多个进程的执行。
而进程间的信息传递和通信是操作系统中一个关键的功能，它使得不同进程之间能够相互交互、传递数据，从而实现协同工作和资源共享。
本文将探讨操作系统中的消息传递和进程间通信，以及它们的实现方法和技术。
一、消息传递在操作系统中，进程间的信息传递可以通过消息传递的方式来实现。
消息传递是指一个进程向另一个进程发送消息，并由接收进程接收和处理该消息。
消息传递可以用于进程间的同步和通信，从而实现进程之间的交互。
消息传递一般包括以下几个步骤：1. 消息的创建：发送进程首先需要创建一条消息，并在消息中填写相应的内容。
消息可以包含数据、指令等信息，以满足不同的需求。
2. 消息的发送：发送进程将创建好的消息发送给接收进程。
发送进程需要指定接收进程的标识符，以确保消息能够被正确地发送到目标进程。
3. 消息的接收：接收进程通过等待操作等待消息的到达。
当消息到达时，接收进程将检查消息的标识符，以确定该消息是否是自己所期望接收的。
4. 消息的处理：接收进程接收到消息后，会对消息进行处理。
处理的方式取决于消息的内容和接收进程的需求。
消息传递可以有两种方式：直接消息传递和间接消息传递。
直接消息传递是指发送进程直接发送消息给接收进程。
间接消息传递是指通过操作系统的消息队列来传递消息。
不同的方式适用于不同的场景和需求。
二、进程间通信的实现为了实现进程间的信息传递和通信，操作系统提供了多种机制和技术。
以下是几种常见的进程间通信的实现方式：1. 共享内存共享内存是一种在多个进程之间共享同一块物理内存的方式。
通过将一块内存区域映射到多个进程的地址空间中，进程可以通过读写共享内存的方式来进行通信。
共享内存的优点是速度快，但需要进程之间进行同步和互斥操作，以避免数据的冲突和错误。
windows进程间通信的几种方法
windows进程间通信的几种方法（实用版4篇）目录（篇1）1.引言2.Windows进程间通信概述3.管道通信4.共享内存通信5.消息队列通信6.套接字通信7.结论正文（篇1）一、引言Windows操作系统以其强大的功能和灵活性，吸引了众多用户。
在Windows平台上，进程间通信（IPC）是实现应用程序之间数据交换和协作的关键。
本文将介绍几种常用的Windows进程间通信方法。
二、Windows进程间通信概述Windows进程间通信是指不同进程之间通过某种机制实现数据交换。
它允许应用程序在不同的线程或进程之间传递信息，从而实现协同工作。
在Windows平台上，有多种进程间通信机制可供选择，包括管道、共享内存、消息队列和套接字等。
三、管道通信1.概述：管道是一种用于不同进程之间数据交换的同步机制。
它提供了一种单向数据流，可实现父子进程之间的通信。
2.创建：使用CreateNamedPipe函数创建命名管道或使用CreatePipe函数创建匿名管道。
3.读取/写入：使用ReadFile和WriteFile函数进行数据的读取和写入。
4.关闭：使用CloseHandle函数关闭管道句柄。
四、共享内存通信1.概述：共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，从而实现数据共享和快速数据访问。
2.创建：使用CreateFileMapping函数创建共享内存映射。
3.读取/写入：使用MapViewOfFile函数将共享内存映射到进程的地址空间，并进行数据的读取和写入。
4.同步：使用原子操作或信号量进行数据的同步和互斥访问。
五、消息队列通信1.概述：消息队列允许不同进程之间传递消息，实现异步通信。
它可以实现消息的批量发送和接收，适用于高并发的消息传递场景。
2.创建：使用CreateMailslot函数创建消息队列。
3.发送/接收：使用SendMessage函数发送消息，使用SendMessage 函数的异步版本接收消息。
进程间通信的几种方式
进程间通信的⼏种⽅式典型回答1. 套接字套接字为通信的端点。
通过⽹络通信的每对进程需要使⽤⼀对套接字，即每个进程各有⼀个。
每个套接字由⼀个 IP 地址和⼀个端⼝号组成。
通常，套接字采⽤ CS 架构，服务器通过监听指定的端⼝，来等待特定服务。
服务器在收到请求后，接受来⾃客户端套接字的连接，从⽽完成连接。
2. 管道管道提供了⼀个相对简单的进程间的相互通信，普通管道允许⽗进程和⼦进程之间的通信，⽽命名管道允许不相关进程之间的通信。
知识延伸进程间通信有两种基本模型：共享内存和消息传递。
共享内存模型会建⽴起⼀块供协作进程共享的内存区域，进程通过向此共享区域读出或写⼊数据来交换信息。
消息传递模型通过在协作进程间交换信息来实现通信。
下图给出了两个模型的对⽐：很多系统同时实现了这两种模型。
消息传递对于交换较少数量的数据很有⽤，因为⽆需避免冲突。
对于分布式系统，消息传递也⽐共享内存更易实现。
共享内存可以快于消息传递，这是因为消息传递的实现经常采⽤系统调⽤，因此需要更多的时间以便内核介⼊。
与此相反，共享内存系统仅在建⽴共享内存区域时需要系统调⽤；⼀旦建⽴共享内存，所有访问都可作为常规内存访问，⽆需借助内核。
对具有多个处理核的系统上，消息传递的性能要优于共享内存。
共享内存会有⾼速缓存⼀致性问题，这是由共享数据在多个⾼速缓存之间迁移⽽引起的。
随着系统处理核的⽇益增加，可能导致消息传递作为 IPC 的⾸选机制。
共享内存系统采⽤共享内存的进程间通信，需要通信进程建⽴共享内存区域。
通常，这⼀⽚共享内存区域驻留在创建共享内存段的进程地址空间内。
其它希望使⽤这个共享内存段进⾏通信的进程应将其附加到⾃⼰的地址空间。
回忆⼀下，通常操作系统试图阻⽌⼀个进程访问另⼀个进程的内存。
共享内存需要两个或更多的进程同意取消这⼀限制；这样它们通过在共享区域内读出或写⼊来交换信息。
数据的类型或位置取决于这些进程，⽽不是受控于操作系统。
另外，进程负责确保，它们不向同⼀位置同时写⼊数据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅析分布式系统进程间通信
摘要：若干大量独立的计算机通过网络联系在一起，组成了分布式系统，在这种环境下，合作进程通过消息的传递进行通信需要访问分布在整个网络中的资源，所以一个好的通信机制比较重要。
关键词：分布式系统；进程间通信；通信机制
随着微型电子技术的发展，计算机的硬件成本不断下降，计算机应用技术得到了广泛的应用和很大的提高。
特别是高性能微处理器的开发和高速计算机网络技术的发明，可以把若干由大量计算机组成的计算机系统彼此通过高速网络连接，这种系统一般称为分布式系统。
分布式系统是若干独立计算机和用于交换信息的通信设备的集合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。
它主要提供分布计算机和分布处理功能。
随着Internet技术的分速发展和应用，进程间通信已经成为分布式系统的重要核心。
一、分布式系统简介
分布式系统便于资源共享。
各种信息、文件、数据库和各种昂贵的硬件资源被分布式地管理和维护，并为用户的访问提供了方便。
这样就能节省大量的重复投资。
分布式操作系统是运行在分布式计算机系统的操作系统。
它是在多机环境下，负责控制和管理以协同方式工作的多种系统资源，进程的同步和执行，处理机间通信，调度等控制事务，自动实行全系统范围为的任务分配和负载平衡，方便用户使用，并具有高度并行性的一种高级系统软件。
二、分布式系统间的通信
一个分布式操作系统应该包括网络上的所有计算机，在一个分布式环境下，合作进行通过消息的传递进行通信因为需要访问分布在整个网络中的拥有资源，所以一个好的通信机制相当重要，进程间通信是一切分布式系统的核心。
本文主要介绍以下四种通信模型,远程过程调用（remote procedure call,RPC）、远程方法调用（remote method invocation,RMI）、面向消息的中间件（message-oriented
middleware,MOM）以及流（stream）。
三、分布式系统的四种通信模型简介
分布式系统中的远程过程调用RPC ，它的目的在于将消息传递的大部分复杂性隐藏起来，它比较适用于客户-服务器应用程序。
远程过程调用RPC允许程序调用另外机器上的过程。
当机器A的一个进程（或者线程）调用机器B上的一个过程时，A上的调用进程挂起，被调过程在B上开始执行。
调用者以参数形式把消息传送给被调用者，被调用者把过程执行结果回送给调用者。
对程序员来说，完全看不到消息传送或者I/O。
远程过程调用的基本思想很简单，虽然存在一些具体问题，如调用过程和被调用过程运行在不同的机器上，它们在不同的地址空间内执行，带来了复杂性，还需要进行参数和结果传递，但远程过程调用目前在分布式系统中被广泛的应用，已经成为远程进程相互通信的基本方法之一。
远程方法调用RMI是对RPC模型的一种改进形式，它是基于分布式对象概念的。
对象最重要的特征之一就是通过定义良好的接口向外界隐藏其内部结构。
这种机制保证了只要保持对象接口不变，就可以方便地替换或者修改对象。
将客户绑定到对象后，客户通过代理（Proxy）来调用对象的方法。
代理是与客户端对象通信的对象本身。
当客户端创建远程对象的实例时，基础结构就会创建一个代理对象，该对象在客户端与远程类型完全相同。
当客户端调用该代理对象上的一个方法时，该代理就会调用远程处理的基础结构。
远程处理基础结构将请求路由到服务器进程，然后调用服务器对象，并将结果返回给客户端代理，最后客户端代理将结果传递给客户端对象。
由于所有这些操作都是在后台进行的，因此客户端对象可能完全不知道另一个对象驻留在其他计算机上。
远程过程调用和远程对象调用都有助于隐藏分布式系统中的通信，也就是说增强了访问透明性。
但是在许多分布式应用程序中，通信并不遵循严格的客户-服务器交互模式，当无法保证发出请求时接收端一定正在执行，在这种情况下，从消息的角度来考虑会更恰当。
然而，计算机网络的低层通信功能由于缺乏分布透明性，从许多方面来说并不适用。
我们采用高层消息队列模型来替代，也就是分布式系统中面向消息的通信机制。
面向消息中间件（MOM）服务一般称为消息队列系统，或者面向消息的中间件。
中间件是处于操作系统和应用程序之间的软件，也有人认为它应该属于操作系统中的一部分。
人们在使用中间件时，往往是一组中间件集成在一起，构成一个平台（包括开发平台和运行平台），但在这组中间件中必需要有一个通信中间件，这个定义也限定了只有用于分布式系统中才能称为中间件，同时还可以把它与支撑软件和实用软件区分开来。
以上我们讨论的都是对某种程度上独立且完整的消息单元进行交换，这种类型的通信的典型特征是不在乎通信究竟在哪个确切时间发生。
虽然系统可能会运
行得过快或过慢，但是对同步通信的正确性没有影响。
在某些形式的通信中，同步扮演了关键的角色。
随着多媒体分布式系统的出现，需要对音频和视频这样的连续媒体的通信支持。
为此，引入流（stream）的概念，流可以在有时间限制的条件下支持消息的连续流。
四、结语
分布式系统有效地解决了地域分布很广的若干计算机系统间的资源共享、并行工作、信息传输和数据保护等问题，从而把计算机技术和应用推向一个新的阶段。
【参考文献】
[1]分布式操作系统概念与设计[M].机械工业出版社．
[2]（美）A.S.塔恩鲍姆(Andrew S.Tanenbaum)著，陆丽娜等译.分布式操作系统Distributed operating systems．
[3]郭威.分布式系统的进程间通信技术的研究和开发[D].北京工业大学，2006．
[4]Andrew S.Tanenbaum等著，杨剑峰等译.分布式系统原理与范型[M].清华大学出版社．
[5]罗武.IPv6分布式路由器中扩展RPC机制的设计与实现[D].西安电子科技大学，2004．。