互斥与并发(4)—消息传递

迈不过友情╰ 2022-03-15 10:14 306阅读 0赞

#### 1.消息传递 ####

进程交互时必须满足两个基本要求：同步和通信。为实施同步，进程间需要互斥；为了合作，进程间需要交换信息，提供这种功能的一种方法是消息传递。消息传递还有一个优点，即可以在分布式系统、共享内存的多处理器系统和单处理器系统中实现。为什么？因为消息只要指明源和目的就可以了，而信号量是要两个进程修改同一位置的控制数据的。

消息传递的实际功能以一对原语的形式提供：

send(destination, message)

receive(source, message)

关于send和receive操作之后进程的状态变化可以有三种组合：

1）  阻塞send，阻塞receive

2）  无阻塞send，阻塞receive

3）  无阻塞send，无阻塞receive

操作系统通常实现一种或两种组合。对于大多数应用来说无阻塞send，阻塞receive最自然。但是无阻塞send存在一个潜在的危险：错误将会导致进程重复地产生消息。由于对进程没有阻塞的要求，这些消息可能会消耗系统资源。同时，无阻塞send给程序员增加了负担，由于必须确定消息是否收到，因而进程必须使用应答消息，以证实收到了消息。阻塞receive也带来一定的风险，如果消息丢失了（在分布式系统中很可能），或者发送消息的进程在发消息之前失败了，那么接受进程将无限期地被阻塞下去。

#### 2.寻址方式 ####

消息的寻址有两种方式，直接寻址、间接寻址——将消息发送到一个共享数据结构（邮箱）。间接寻址可以实现一（多）对一（多）。

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#### 3.代码示例 ####

const int n = /*进程数*/
    void P(int i)
    {
    message msg;
    while (true) {
    receive (box, msg);
    /*临界区*/;
    send (box, msg);
    /*其他部分*/;
    }
    }
    void main()
    {
    create mailbox (box);
    send (box, null);
    parbegin (P(1), P(2), . . ., P(n));
    	
    /*用消息传递解决生产者/消费者问题*/
    const int
    capacity = /*缓冲区容量*/ ;
    null = /*空消息*/ ;
    int i;
    void producer()
    { message pmsg;
    while (true) {
    receive (mayproduce,pmsg);
    pmsg = produce();
    send (mayconsume,pmsg);
    }
    }
    void consumer()
    { message cmsg;
    while (true) {
    receive (mayconsume,cmsg);
    consume (cmsg);
    send (mayproduce,null);
    }
    }
    void main()
    {
    create_mailbox (mayproduce);
    create_mailbox (mayconsume);
    for (int i = 1;i <= capacity;i++) send (mayproduce,null);
    parbegin (producer,consumer);
    }

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