《Unix网络编程》卷2 读书笔记 第1章-简介

1. 概述

2. 进程、线程与信息共享

Unix进程间的信息共享有多种方式：注意下图中内核的位置
  

• 左边的两个进程共享存留于文件系统中某个文件上的某些信息。为访问这些信息，每个进程都得穿越内核。
• 中间的两个进程共享存留于内核中的某些信息。管道、System V消息队列和System V信号量都是这种共享类型。
• 右边的两个进程有一个双方都能访问的共享内存区。每个进程一旦设置好该共享内存区，就能根本不涉及内核而访问其中的数据。
• 注意：以上的IPC技术可以作用于任意数目的进程

线程

• 多个进程间的IPC、单个进程中多个线程的IPC
• 从IPC角度来看，一个给定进程内的所有线程共享共享的全局变量（也就是说共享内存区的概念对这种模型来说是内置的）。
• 然而我们必须关注的是各个线程间对全局数据的同步访问。
• 同步尽管不是一种明确的IPC形式，但它确实伴随许多形式的IPC使用，以控制对某些共享数据的访问。

3. IPC对象的持续性

• 下图展示了三种类型的持续性：决定了IPC对象存在时间的长短
  
• 1、随进程持续的IPC对象一直存在到打开该对象的最后一个进程关闭该对象为止。如管道、FIFO
• 2、随内核持续的IPC对象一直存在到内核重新自举或显式删除该对象为止。如System V的消息队列、信号量和共享内存区。Posix的消息队列、信号量和共享内存区则必须至少是随内核持续的，但也可以是随文件系统持续的，取决于实现。
• 3、随文件系统持续的IPC对象一直存在到显式删除该对象为止。即使内核重新自举了，该对象还是保持其值。Posix消息队列、信号量和共享内存区如果是使用映射文件实现的，那么它们就是随文件系统持续的。
  

  多数形式的IPC并没有在系统重新自举后继续存在的打算，因为进程不可能跨越重新自举继续存活。另外，要求它具备随文件系统的持续性可能会降低其性能，而IPC的一个基本设计目标就是高性能。

4. 名字空间

• 当两个或多个无亲缘关系的进程使用某种类型的IPC对象来彼此交换信息时，该IPC对象必须有一个某种形式的名字或标识符。这样，其中一个进程（往往是服务器）可以创建该IPC对象，其他进程则可以指定同一个IPC对象。
• 管道没有名字（故不能用于无亲缘关系的进程间）。
• FIFO有一个在文件系统中的Unix路径名作为其标识符（故可用于无亲缘关系的进程间）。

• 对于一种给定的IPC类型，其可能的名字的集合称为它的名字空间。名字空间非常重要，对于除普通管道以外的所有形式的IPC来说，名字是客户与服务器彼此连接以交换消息的手段。

• 下图汇总了不同形式的IPC所用的命名约定
  

5. fork、exec、exit对IPC对象的影响

• 1、考虑到无名同步变量（互斥锁、条件变量、读写锁、Posix基于内存的信号量），从一个具有多个线程的进程中调用fork将变得混乱不堪。
• 2、System V IPC的三种形式没有打开或关闭的说法。访问这三种形式的IPC对象只需要知道其标识符，因此知道该标识符的任何进程都能访问它们。

6. 书中IPC例子索引表

• 文件服务器：客服-服务器应用程序，客户向服务器发送一个路径名，服务器把该文件的内容返回给客户
  

• 生产者-消费者：一个或多个线程或进程（生产者）把数据放到一个共享缓冲区中，另有一个或多个线程或进程（消费者）对该共享缓冲区中的数据进行操作。
  

• 序列号持续增1：一个或多个线程或进程给一个共享的序列号持续增1。该序列号有时在一个共享文件中，有时在共享内存中。
  

7. 小结

• 4个主要领域：

  1. 消息传递：管道、FIFO、消息队列
  2. 同步：互斥锁、条件变量、读写锁、信号量
  3. 共享内存区：匿名共享内存区、有名共享内存区
  4. 过程调用：Solaris门、Sun RPC