进程通信与同步机制解析

1、活动I1访问补充材料，该活动的学习成果、方法分别是什么，有无先决条件？

学习成果

1. 熟悉文中活动的风格和目的。
2. 熟悉支持资源。

方法

本活动分两个步骤进行：

1. 找到并访问本书的在线资源网站。
   i. 本书的在线网站地址为： http://booksite.elsevier.com/9780128007297 。
   ii. 资源可通过页面底部的“资源”标签访问。

2. 将资源复制到您的本地计算机。

先决条件

本活动没有先决条件。

2、Chapters 2–7 include application development exercises related to the specific chapter’s content. The general approach is to start by examining the provided sample code and relate the application’s behavior to the program logic, then extend the functionality of the application by adding new features as set out in the specific task. Translate this passage into Chinese.

第2章至第7章

包含与各章具体内容相关的应用开发练习。一般方法是先检查提供的示例代码，将应用程序的行为与程序逻辑联系起来，然后按照具体任务的要求添加新功能，以扩展应用程序的功能。

3、在第2 - 7章的应用开发练习中，完成练习的一般方法是什么？

第2至7章涵盖了与各章特定内容相关的应用开发练习。通用的做法是，先查看给出的示例代码，把应用程序的表现和程序逻辑关联起来，接着依据具体任务的规定，通过增添新特性来拓展应用程序的功能。

4、创建一个基于双向套接字的进程间通信（IPC）应用程序，实现一对进程之间发送消息并返回回复。要求：发送给接收器的原始消息（发送到端口8007）被修改后再发送回原始发送者（这次使用端口8008），修改可以是一些简单的操作，比如反转消息中字符的顺序。

对于新发送者程序，主要修改如下：

• 创建一个新套接字用于接收回复消息；
• 创建一个新的套接字地址结构，包含本地计算机的地址和端口号8008；
• 将新的接收套接字绑定到本地地址结构；
• 在当前的发送语句之后，添加一个接收语句，使用新的接收套接字等待回复消息；
• 在控制台输出上显示接收到的回复消息。

对于新接收器程序，主要修改如下：

• 创建一个新套接字用于发送回复消息；
• 修改现有的接收方法，使其存储消息发送者进程的地址；
• 创建一个新的套接字地址结构，包含发送者进程的地址（以便可以将回复发送回该进程）和端口号8008；
• 编写一个方法来反转接收到的消息（或执行其他简单转换）；
• 在当前的接收语句之后，添加一个发送语句，使用新的发送套接字将回复消息发送回第一条消息的发送者。

该问题的示例解决方案在程序 IPC_socket_Sender_with_Reply 和 IPC_socket_Receiver_with_Reply 中提供。

5、当输入“Quit”命令时，Multithreaded_IPC 程序会关闭本地进程。修改该程序，使得除了本地关闭之外，与之通信的远程进程也会关闭。

要实现除本地关闭外还关闭远程通信进程，需要在本地进程输入 Quit 命令时，向远程进程发送 Quit 消息。具体步骤如下：

1. 在本地进程输入 Quit 命令时，将 Quit 消息通过网络发送给远程进程。
2. 修改接收逻辑，当远程进程从套接字通信中接收到 Quit 命令时，执行本地的“退出”操作。

6、解释远程过程调用（RPC）和远程方法调用（RMI）之间的根本区别。

RPC是远程调用过程的一种方式，用于C等过程式语言，也受C++支持；
RMI是在远程对象上远程调用方法的一种方式，用于Java，C#中也支持类似的称为远程处理的机制。
RMI可被视为RPC的面向对象版本。

7、指出使用套接字 API 原语实现进程间通信时可能发生通信死锁的一种方式，并说明一种简单的避免方法。

通信死锁发生方式与避免方法

通信死锁发生方式 ：
当接收套接字都配置为阻塞 IO 模式，且两个进程中的发送操作和接收操作在同一线程上，并且两个进程同时等待接收消息时，就会发生通信死锁。

简单避免方法 ：
确保至少有一个进程使用非阻塞套接字 IO 模式。

8、指出两种套接字 I/O 模式（阻塞和非阻塞）各自的一个优点和一个缺点。

套接字 I/O 模式比较

阻塞套接字 I/O

• 优点 ：
• 在系统资源使用方面效率高。
• 从程序员角度看是最简单的操作模式。
• 缺点 ：
• 可能导致应用程序无响应。
• 可能引发通信死锁。

非阻塞套接字 I/O