计算机操作系统感悟随笔--进程通信

本文深入探讨了进程通信的概念,包括低级和高级通信机制的区别,详细介绍了四种主要的通信类型:共享存储器系统、消息传递系统、管道通信和Client-Server系统。同时,文章解析了远程过程调用(RPC)的原理及其应用,并对线程概念进行了简要说明。

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一、进程通信是指进程之间的信息交换

1.低级通信——进程之间的互斥和同步
信号量机制是有效的同步工具,但作为通信工具缺点如下:
(1)效率低(通信量少)
(2)通信对用户不透明(程序员实现,操作系统只提供共享存储器供代码操作)
2.高级进程通信
用户直接利用操作系统提供的一组通信命令,高效地传送大量数据的通信方式。
操作系统隐藏了进程通信的细节,对用户透明,减少了通信程序编制上的复杂性。

二、进程通信的类型

1.高级通信机制可归结为四大类:
①共享存储器系统(操作存储区方式)
②消息传递系统(发–收方式)
③管道通信(中间文件方式
④Client-Server system

①共享存储器系统(操作存储区方式)
相互通信的进程共享某些数据结构或共享存储区,进程之间能够通过这些空间进行通信。
基于共享数据结构的通信方式(低级)
诸进程公用某些数据结构,借以实现诸进程间的信息交换。
如生产消费问题,定义共享的数据结构:n个长度的有界缓冲区。
程序员:提供对公用数据结构的设置及对进程间同步的处理。
操作系统:提供共享存储器。
特点:复杂、低效率,还只适合传递相对少量的数据。

基于共享存储区的通信方式(高级)
在存储器中划出了一块共享存储区,诸进程可通过对共享存储区中数据的读或写来实现通信。
进程通信前先向系统申请获得共享存储区中的一个分区,并指定该分区的关键字;
若系统已经分给了其他进程,则将该分区的描述符返回给申请者,申请者把获得的共享存储分区连接到本进程上;此后,便可像读、写普通存储器一样地读、写该公用存储分区。多进程借助该区通信。

②消息传递系统(发–收方式)

  • 最广泛使用的一种,进程间的数据交换,以格式化的消息为单位。屏蔽底层复杂操作。
  • 单机:操作系统底层编程中的消息传递系统调用;
  • 计算机网络:消息称为报文。程序员直接利用系统提供的一组通信命令(原语)进行通信。(④客户机-服务器系统)

如socket编程,利用函数库的send、receive等命令即可实现网络通信
③管道通信(中间文件方式)

  • 所谓“管道”,是指用于连接一读进程和一写进程以实现通信的一个共享文件,又名pipe文件。

  • 向共享文件输入的写进程以字符流形式将大量的数据送入管道;而接收管道输出的读进程则从管道中接收(读)数据。

  • 首创于UNIX系统。其管道机制需提供三方面的协调能力:互斥、同步、确定对方是否存在。
    ④Client-Server system

  • 一个套接字就是一个通信标识类型的数据结构,包含了通信目的的地址,端口号,传输层协议、进程所在的网络地址,以及针对C\S程序提供的不同系统调用(API函数)等。

  • 系统中所有的连接都持有唯一的一对套接字及端口连接,从而方便地区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,确保通信双方间逻辑链路的唯一性。
    三、远程过程调用(远程方法调用)

  • RPC 有很多正面的应用,比如网络文件系统NFS、Web Service等,也是网络安全中容易被攻击的技术。

  • Remote Procedure
    Call,远程过程调用。也就是说,调用过程代码并不是在调用者本地运行,而是要实现调用者与被调用者二地之间的连接与通信。

  • RPC的基本通信模型是基于Client/Server进程间相互通信模型的一种同步通信形式;它对Client提供了远程服务的过程抽象,其底层消息传递操作对Client是透明的。
    四、消息传递系统的实现
    ①通信链路的建立
    计算机网络环境下,用原语显式建立/拆除链路
    单机系统只须利用系统原语,进程间链路由系统自动管理。
    ②消息格式
    单机系统,发送与接收进程在同一台机器,环境相同故格式简单;
    网络环境下,受不同目标机器的环境和长距离信息传输等因素的影响,消息格式较复杂,消息常是“大头+正文”
    ③同步方式(如何控制发送和接收的状态)

  • 发送进程阻塞、接收进程阻塞(无缓冲紧密同步)

  • 发送进程不阻塞、接收进程阻塞(服务器程序)

  • 发送进程和接收进程均不阻塞(缓冲队列)
    五、认识线程
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  • Java的例子

    netgameserver.java
    public class netgameserver //主类
    { static int usercount=1;
    public static void main(String args[])//main函数
    {Socket client=null; …
    new Serthread(client).start();}//启动新线程 …}
    }
    class Serthread extends Thread //自定义的线程类
    { String url=“jdbc:odbc:userInfo”;
    Connection con; Statement stmt;
    Socket thclient;
    DataInputStream in=null;

    public void run()//线程执行run函数----->
    {System.out.println(“a server thread started !”);
    boolean userlistfirshow=false;
    while(true)//开始监听
    {
    if(!userlistfirshow)
    ……}
    }
    }
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

ThinkPHP 是一个优秀的PHP框架,可以帮助我们快速开发高质量的 Web 应用程序。因此,使用 ThinkPHP 来开发 OA 系统是非常方便和实用的。下面我们来讨论一下如何使用 ThinkPHP 来开发一个人力资源管理系统。 1. 创建数据库 首先,我们需要创建一个数据库来存储我们的数据。在该数据库中,我们需要创建一些表来存储员工信息、部门信息、职位信息、薪资信息等等。我们可以使用 MySQL 数据库来创建这些表。 2. 创建 ThinkPHP 项目 在创建完数据库之后,我们需要创建一个 ThinkPHP 项目来实现我们的 OA 系统。我们可以使用 ThinkPHP 官方提供的命令行工具来创建项目,具体命令如下: ``` composer create-project topthink/think oa ``` 执行完上述命令后,会在当前目录下创建一个名为 oa 的 ThinkPHP 项目。 3. 配置数据库 在项目创建好之后,我们需要配置数据库连接信息。在项目的 `.env` 文件中,我们可以配置数据库的相关信息,如下所示: ``` # 数据库类型 DB_CONNECTION=mysql # 数据库地址 DB_HOST=127.0.0.1 # 数据库端口 DB_PORT=3306 # 数据库名 DB_DATABASE=oa # 数据库用户名 DB_USERNAME=root # 数据库密码 DB_PASSWORD= ``` 我们需要根据自己的实际情况来修改这些配置项。 4. 创建控制器和模型 在 ThinkPHP 中,我们可以通过创建控制器和模型来实现 OA 系统的功能。我们可以使用命令行工具来快速创建控制器和模型,具体命令如下: ``` # 创建控制器 php think make:controller Index # 创建模型 php think make:model User ``` 执行完上述命令后,会在项目中生成一个名为 Index 的控制器和一个名为 User 的模型。 5. 实现功能 在创建好控制器和模型之后,我们就可以开始实现 OA 系统的功能了。比如,我们可以实现员工信息的添加、修改、删除、查询等操作,部门信息的添加、修改、删除、查询等操作,职位信息的添加、修改、删除、查询等操作,薪资信息的添加、修改、删除、查询等操作等等。我们可以在控制器中编写处理逻辑,在模型中编写数据库操作。最后,我们可以使用视图来展示数据。 6. 测试系统 在实现完功能之后,我们需要对系统进行测试。我们可以使用浏览器或者 Postman 等工具来测试系统的功能是否正常。如果有问题,我们可以根据错误提示来进行调试和修复。 总之,使用 ThinkPHP 来开发 OA 系统是非常方便和实用的。我们可以根据自己的实际情况来定制系统的功能和界面,从而更好地管理公司的人力资源。
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