《Unix網絡編程》卷2 讀書筆記 第1章-簡介

1. 概述

2. 進程、線程與信息共享

Unix進程間的信息共享有多種方式：注意下圖中內核的位置
  

• 左邊的兩個進程共享存留於文件系統中某個文件上的某些信息。爲訪問這些信息，每一個進程都得穿越內核。
• 中間的兩個進程共享存留於內核中的某些信息。管道、System V消息隊列和System V信號量都是這種共享類型。
• 右邊的兩個進程有一個雙方都能訪問的共享內存區。每一個進程一旦設置好該共享內存區，就能根本不涉及內核而訪問其中的數據。
• 注意：以上的IPC技術能夠做用於任意數目的進程

線程

• 多個進程間的IPC、單個進程中多個線程的IPC
• 從IPC角度來看，一個給定進程內的全部線程共享共享的全局變量（也就是說共享內存區的概念對這種模型來講是內置的）。
• 然而咱們必須關注的是各個線程間對全局數據的同步訪問。
• 同步儘管不是一種明確的IPC形式，但它確實伴隨許多形式的IPC使用，以控制對某些共享數據的訪問。

3. IPC對象的持續性

• 下圖展現了三種類型的持續性：決定了IPC對象存在時間的長短
  
• 一、隨進程持續的IPC對象一直存在到打開該對象的最後一個進程關閉該對象爲止。如管道、FIFO
• 二、隨內核持續的IPC對象一直存在到內核從新自舉或顯式刪除該對象爲止。如System V的消息隊列、信號量和共享內存區。Posix的消息隊列、信號量和共享內存區則必須至少是隨內核持續的，但也能夠是隨文件系統持續的，取決於實現。
• 三、隨文件系統持續的IPC對象一直存在到顯式刪除該對象爲止。即便內核從新自舉了，該對象仍是保持其值。Posix消息隊列、信號量和共享內存區若是是使用映射文件實現的，那麼它們就是隨文件系統持續的。

  多數形式的IPC並無在系統從新自舉後繼續存在的打算，由於進程不可能跨越從新自舉繼續存活。另外，要求它具有隨文件系統的持續性可能會下降其性能，而IPC的一個基本設計目標就是高性能。

  

4. 名字空間

• 當兩個或多個無親緣關係的進程使用某種類型的IPC對象來彼此交換信息時，該IPC對象必須有一個某種形式的名字或標識符。這樣，其中一個進程（每每是服務器）能夠建立該IPC對象，其餘進程則能夠指定同一個IPC對象。
• 管道沒有名字（故不能用於無親緣關係的進程間）。
• FIFO有一個在文件系統中的Unix路徑名做爲其標識符（故可用於無親緣關係的進程間）。

• 對於一種給定的IPC類型，其可能的名字的集合稱爲它的名字空間。名字空間很是重要，對於除普通管道之外的全部形式的IPC來講，名字是客戶與服務器彼此鏈接以交換消息的手段。

• 下圖彙總了不一樣形式的IPC所用的命名約定
  

5. fork、exec、exit對IPC對象的影響

  

• 一、考慮到無名同步變量（互斥鎖、條件變量、讀寫鎖、Posix基於內存的信號量），從一個具備多個線程的進程中調用fork將變得混亂不堪。
• 二、System V IPC的三種形式沒有打開或關閉的說法。訪問這三種形式的IPC對象只須要知道其標識符，所以知道該標識符的任何進程都能訪問它們。

6. 書中IPC例子索引表

• 文件服務器：客服-服務器應用程序，客戶向服務器發送一個路徑名，服務器把該文件的內容返回給客戶
  

• 生產者-消費者：一個或多個線程或進程（生產者）把數據放到一個共享緩衝區中，另有一個或多個線程或進程（消費者）對該共享緩衝區中的數據進行操做。
  

• 序列號持續增1：一個或多個線程或進程給一個共享的序列號持續增1。該序列號有時在一個共享文件中，有時在共享內存中。
  

7. 小結

• 4個主要領域：

  1. 消息傳遞：管道、FIFO、消息隊列
  2. 同步：互斥鎖、條件變量、讀寫鎖、信號量
  3. 共享內存區：匿名共享內存區、有名共享內存區
  4. 過程調用：Solaris門、Sun RPC