UNIX IPC (Inter-Process-kommunikation) hänvisar till mekanismerna inom UNIX-liknande operativsystem som gör att processer kan kommunicera och utbyta data med varandra. Detta är avgörande för att bygga komplexa applikationer där olika delar av systemet måste samordna sina åtgärder. Flera metoder finns, var och en med sina egna styrkor och svagheter:
1. Rör:
* Mekanism: En enkelriktad kommunikationskanal. Data skrivna till den ena änden av röret läses från den andra änden.
* typer: Anonyma rör (skapade av "pipe ()" systemsamtal, finns endast mellan förälder- och barnprocesser) och namngivna rör (FIFOS, skapade med användning av "mkfifo ()", vilket möjliggör kommunikation mellan icke -relaterade processer).
* pros: Enkelt att använda, effektiv för att strömma data.
* nackdelar: En riktning (såvida du inte använder två rör för dubbelriktad kommunikation), begränsad buffring, processer måste vara relaterade (för anonyma rör).
2. FIFOS (namngivna rör):
* Mekanism: Liknar rör, men de heter filer i filsystemet. Detta möjliggör kommunikation mellan icke relaterade processer. En process öppnar FIFO för att läsa eller skriva.
* pros: Tillåter kommunikation mellan icke relaterade processer.
* nackdelar: Fortfarande enkelriktad (såvida du inte hanterar två FIFO:er för tvåvägskommunikation), potentiellt mindre effektivt än delat minne för stora dataöverföringar.
3. Meddelande köer:
* Mekanism: En anläggning för att skicka och ta emot meddelanden mellan processer. Meddelanden lagras i en kö tills de hämtas. En process skickar ett meddelande till en kö, och en annan process hämtar det.
* pros: Ger tillförlitlig leverans av meddelanden, kan hantera flera processer som skickar och tar emot. Meddelanden kan vara av olika storlekar och typer.
* nackdelar: Kräver systemsamtal för meddelande om meddelande och mottagning, lägger till lite mer omkostnader än rör.
4. Delat minne:
* Mekanism: Processer delar en region av minne direkt. Detta ger den snabbaste kommunikationsmetoden.
* pros: Extremt snabb dataöverföring. Ingen kopiering av data behövs.
* nackdelar: Kräver noggrann synkronisering för att undvika rasförhållanden och datakorruption. Synkroniseringsmekanismer (som semaforer eller mutex) är nödvändiga.
5. SEMAPHORES:
* Mekanism: Synkroniseringsprimitiva som används för att kontrollera tillgången till delade resurser. De överför inte direkt data, men samordnar åtkomst till delat minne eller andra resurser.
* pros: Väsentligt för att förhindra rasvillkor och säkerställa dataintegritet i program för flera processer.
* nackdelar: Inte för dataöverföring; Endast för synkronisering.
6. Uttag:
* Mekanism: Används för kommunikation mellan processer över ett nätverk (såväl som lokal kommunikation). Uttag ger en mycket mer allmän mekanism än de andra IPC -metoderna. De är baserade på klient-servermodellen.
* pros: Extremt mångsidig; kan kommunicera mellan processer på olika maskiner.
* nackdelar: Mer komplex att använda än andra IPC -metoder; lägger till mer overhead.
Att välja rätt metod:
Den bästa IPC -metoden beror på applikationens krav. Överväga faktorer som:
* hastighet: Delat minne är snabbast, följt av rör, meddelandeköer och uttag.
* Komplexitet: Rör är enklaste, följt av meddelandeköer, delat minne (behöver synkronisering) och uttag.
* Datastorlek och typ: Rör och delat minne är bäst för stora, kontinuerliga dataströmmar; Meddelandeköer fungerar bra för mindre, diskreta meddelanden.
* oberoende processer: Namngivna rör och meddelandeköer är nödvändiga för kommunikation mellan oberoende processer.
* Nätverkskommunikation: Uttag krävs för kommunikation över ett nätverk.
Att förstå UNIX IPC är avgörande för att bygga robusta och effektiva multi-process-applikationer. Att välja rätt mekanism är nyckeln till att optimera prestanda och hantera komplexiteten i samtidig programmering.
