5.3. Взаимодействие между процессами (слайд №42)
Ситуации, когда приходится процессам взаимодействовать:
Передача информации от одного процесса другому
Контроль над деятельностью процессов (например: когда они борются за один ресурс)
Согласование действий процессов (Например: когда один процесс поставляет данные, а другой их выводит на печать. Если согласованности не будет, то второй процесс может начать печать раньше, чем поступят данные).
Два вторых случая относятся и к потокам. В первом случае у потоков нет проблем, т.к. они используют общее адресное пространство.
5.3.1. Передача информации от одного процесса другому
Передача может осуществляться несколькими способами:
Разделяемая память
Каналы (трубы), это псевдофайл, в который один процесс пишет, а другой читает.
Сокеты - поддерживаемый ядром механизм, скрывающий особенности среды и позволяющий единообразно взаимодействовать процессам, как на одном компьютере, так и в сети.
Почтовые ящики (только в Windows), однонаправленные, возможность широковещательной рассылки.
Вызов удаленной процедуры, процесс А может вызвать процедуру в процессе В, и получить обратно данные.
Схема для канала
Схема для сокетов
Взаимоблокировка процессов (слайд №52)
7.1 Взаимоблокировка процессов
Взаимоблокировка процессов может происходить, когда несколько процессов борются за один ресурс.
Ресурсы бывают выгружаемые и невыгружаемые, аппаратные и программные.
Выгружаемый ресурс - этот ресурс безболезненно можно забрать у процесса (например: память).
Невыгружаемый ресурс - этот ресурс нельзя забрать у процесса без потери данных (например: принтер).
Проблема взаимоблокировок процессов возникает при борьбе за невыгружаемый ресурсы.
Условия необходимые для взаимоблокировки:
Условие взаимного исключения - в какой-то момент времени, ресурс занят только одним процессом или свободен.
Условие удержания и ожидания - процесс, удерживающий ресурс может запрашивать новые ресурсы.
Условие отсутствия принудительной выгрузки ресурса.
Условие циклического ожидания - должна существовать круговая последовательность из процессов, каждый, из которого ждет доступа к ресурсу, удерживаемому следующим членом последовательности.
5.3.2 Состояние состязания
Пример состязания
Состояние состязания - ситуация когда несколько процессов считывают или записывают данные (в память или файл) одновременно.
Рассмотрим пример, когда два процесса пытаются распечатать файл. Для этого им нужно поместить имя файла в спулер печати, в свободный сегмент.
in - переменная, указывающая на следующий свободный сегмент
out - переменная, указывающая на следующее имя файла для печати
Распишем события по пунктам.
Процесс А считывает переменную in (равную 7), и сохраняет ее в своей переменной next_free_slot.
Происходит прерывание по таймеру, и процессор переключается на процесс В.
Процесс В считывает переменную in (равную 7), и сохраняет ее в своей переменной next_free_slot.
Процесс В сохраняет имя файла в сегменте 7.
Процесс В увеличивает переменную next_free_slot на единицу (next_free_slot+1), и заменяет значение in на 8.
Управление переходит процессу А, и продолжает с того места на котором остановился.
Процесс А сохраняет имя файла в сегменте 7, затирая имя файла процесса В.
Процесс А увеличивает переменную next_free_slot на единицу (next_free_slot+1), и заменяет значение in на 8.
Как видно из этой ситуации, файл процесса В не будет напечатан.