为什么进程之间的通信必须借助于操作系统内核功能简单说明进程通信的几种主要方式。
参考答案:每个进程有自己独立的地址空间。在操作系统和硬件的地址保护机制下,进程无法访问其他进程的地址空间,所以必须借助于操作系统的系统调用函数实现进程之间的通信。进程通信的主要方式有:
解析: 在操作系统中,进程是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。每个进程有自己的独立地址空间。为了保证多个进程能够彼此互不干扰地共享物理内存,操作系统利用硬件地址机制对进程的地址空间进行了严格的保护,限制每个进程只能访问自己的地址空间。
1)共享内存区:通过系统调用创建共享内存区。多个进程可以(通过系统调用)连接同一个共享内存区,通过访问共享内存区实现进程之间的数据交换。使用共享内存区时需要利用信号量解决同步互斥问题。
2)消息传递:通过发送/接收消息,系统调用实现进程之间的通信。当进程发送消息时,系统将消息从用户缓冲区复制到内核中的消息缓冲区中,然后将消息缓冲区挂入消息队列中。进程发送的消息保持在消息队列中直到被另一进程接收。当进程接收消息时,系统从消息队列中解挂消息缓冲区,将消息从内核的消息缓冲区中复制到用户缓冲区,然后释放消息缓冲区。
3)管道系统:管道是先进先出(FIFO)的信息流,允许多个进程向管道写入数据,允许多个进程从管道读出数据。在读/写过程中,操作系统保证数据的写入顺序和读出顺序是一致的。进程通过读/写管道文件或管道设备实现彼此之间的通信。
4)共享文件:利用操作系统提供的文件共享功能实现进程之间的通信。这时,也需要信号量解决文件共享操作中的同步和互斥问题。