分布式系统与进程通信实践指南

1、ACTIVITY I1: ACCESSING THE SUPPLEMENTARY MATERIAL中提到的实践活动分布在哪些章节，活动的目的是什么，采用什么格式编排，本活动的先决条件、学习成果和方法分别是什么？

活动概述

活动分布在四个核心章节（进程视角、通信视角、资源视角、架构视角）和分布式系统章节。

活动目的

• 巩固关键概念
• 让读者进行更广泛的探索（许多活动涉及可配置的实验或模拟，支持进行假设情景的探索）

活动格式

活动采用统一格式编排，包含以下要素：

• 学习成果
• 方法
• 预期结果
• 反思环节

先决条件

本活动无特定先决条件。

学习成果

1. 熟悉文中活动的形式和目的
2. 熟悉配套支持资源

方法

本活动分两步进行：

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

2. 将资源复制到本地计算机

2、在第2 - 7章的应用开发练习中，一般采用什么方法来扩展应用程序的功能？

第2至7章涵盖了与各章节特定内容相关的应用开发练习。通用的做法是，先仔细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，之后依据具体任务的规定添加新特性，以此拓展应用程序的功能。

3、创建一个基于双向套接字的进程间通信（IPC）应用程序（扩展提供的示例代码，在一对进程之间发送消息并返回回复）。步骤如下：第一步，检查 IPC_socket_Sender 和 IPC_socket_Receiver 程序的源代码，这两个程序构成了套接字入门应用程序。第二步，重新安排现有程序，创建一个新的应用程序版本，在该版本中，发送给接收方的原始消息（发送到端口 8007）被修改后发送回原始发送方（这次使用端口 8008）。修改可以是简单的操作，例如反转消息中字符的顺序。新发送方程序需要进行的主要修改如下：1. 创建一个新的套接字用于接收回复消息。2. 创建一个新的套接字地址结构，其中包含本地计算机的地址和端口号 8008。3. 将新的接收套接字绑定到本地地址结构。4. 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。5. 在控制台输出中显示接收到的回复消息。新接收方程序需要进行的主要修改如下：1. 创建一个新的套接字用于发送回复消息。2. 修改现有的接收方法，使其存储消息发送方进程的地址。3. 创建一个新的套接字地址结构，其中包含发送方进程的地址（以便可以将回复发送回该进程）和端口号 8008。4. 编写一个方法来反转接收到的消息（或执行其他简单的转换）。5. 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方。

此任务要求创建双向套接字的 IPC 应用程序，具体步骤如下：

1. 检查 IPC_socket_Sender 和 IPC_socket_Receiver 程序源代码。
2. 重新安排程序，将发往端口 8007 的消息修改后通过端口 8008 返回给发送方。

新发送方程序修改点：

• 创建接收回复消息的新套接字；
• 创建含本地计算机地址和端口 8008 的新套接字地址结构；
• 将新接收套接字绑定到本地地址结构；
• 在发送语句后添加接收语句等待回复；
• 在控制台显示回复消息，代码可从原接收方程序复制修改。

新接收方程序修改点：

• 创建发送回复消息的新套接字；
• 修改接收方法存储发送方进程地址；
• 创建含发送方进程地址和端口 8008 的新套接字地址结构；
• 编写反转消息的方法；
• 在接收语句后添加发送语句发送回复消息，代码可从原发送方程序复制修改。

4、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，也得到C++的支持；
• RMI是在远程对象上远程调用方法的一种方式，用于Java语言，C#中也支持类似的称为远程处理的机制；
• RMI可以被视为RPC的面向对象版本。

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

• 通信死锁可能发生的方式 ：当接收套接字都配置为阻塞 IO 模式，且发送操作和接收操作在两个进程的同一线程上，并且两个进程同时等待接收消息时，会出现通信死锁。

• 简单的避免方法 ：

• 确保至少有一个进程使用非阻塞套接字 IO 模式；
• 或者使用单独的线程来处理发送和接收操作，使发送线程在接收线程阻塞时能继续运行。

6、指出两种套接字I/O模式（