В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 56

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 56)

просивший информацию, нуждаетс стъ в распределенных с ется (что не такая уж редкость в если сообщение теряется ( есса перед отиравко с й сообщения, то или происходит сбой прои, т~асть 2. П „лу-чатель может оказаться навсегда заблокированным. Решить эту проблему о,кно с помощью неблокирующего примитива гесе",'че; однако у этого вариан- имеется свое слабое место. если сообщение послано после того, как процесс ,полнил соответствующую операцию гесех.че, то оно оказывается потерянЕще один возможный подход к решению проблемы заключается в том, „обы позволить пРоцессУ пеРед тем, как выполнЯть гесе~че, пРовеРить, не имеется ли ожидающего получения сообщения, а также позволить процессу указать несколько отправителей в примитиве гесе1че. Последнее решение осо- б „но удобно, если процесс ожидает сообщения из нескольких источников и мо- ет продолжать работу ири получении любого из них, Адресация Параллельные вычисления: взаимоисключения...

Ясно, что совершенно необходимо иметь возможность определения в примитиве эепс процесса — получателя сообщения. Аналогично, большинство реализаций позволяют получателю указать, сообщение от какого отправителя должно быть принято. Различные схемы определения процессов в примитивах эег~1 и гесе~рс разделяются на две категории: прямую (сйгес1) и косвенную (~лЖгес1) адресацию. При прямой адресации примитив зег.б включает идентификатор процесса-получателя.

Когда применяется примитив гесе~ъе, можно пойти двумя путями. Первый путь состоит в требовании явного указания процесса-отправителя, т.е. процесс должен знать заранее, от какого именно процесса он ожидает сообщение. Такой путь достаточно эффективен, если параллельные процессы сотрудничают. Однако во многих случаях невозможно предсказать, какой процесс будет отправителем ожидаемого сообщения (в качестве примера можно привести процесс сервера печати, который принимает сообщения — запросы на печать от любого другого процесса). Для таких приложений более эффективным будет подход с использованием неявной адресации.

В этом этом случае параметр отгРааигель получает значение, возвращаемое после выполнения операции получения сообщения. Еще одним распространенным подходом является косвенная адресация. Она предполаг д олагает, что сообщения посылаются не прямо от отправителя получателю, а отп ав Р вляются в совместно используемую структуру данных, состоящую из очеРедей для д- я временного хранения сообщений (такие очереди обычно именуют почтовыми я ящиками (гпа11Ьох)).

Таким образом, для связи между двумя процессами один из „„ го его них посылает сообщение в соответствующий почтовый ящик из которо- Э го заберет второй процесс. эффективность косвенной адресации, в первую очередь, заключается в гибкости использова„ алия сообщений. При такой схеме работы с сообщениями отношения между отправите ч телем и получателем могут быть любыми — *'один к одному", "один ко многие к одному" нли "многие ко многим". Отношение "один к одному" печивает зак ы закрытую связь, установленную между двумя процессами, изолируя их диез~ одействие от е от постороннего вмешательства. Отношение "многие к одному" попо при взаим модеиствии клиент/сервер — один процесс при этом представляет сосервер.

обс луживающий множество клиентов. В таком случае о почтовом ящике Р как о порте (см. Рис. 5.8). Отношение "один ко многим" обеспечивает говорят к лку от о н ц~ател диого процесса множеству получателей, позволяя осуществить широльное сообщение множеству процессов. Рис. 5.8. Косвенная связь между лроиессами Рис. 5.8. Обобщенный Формат сообщения Связь процессов с почтовыми ящиками может быть как статичес инамической.

Порты чаще всего статически связаны с определенныъИ~" ами — т.е. порт создается и назначается процессу навсегда. То же на6, в случае использования отношения "один к одному" — закрытые и, как правило, также определяются статически, раз и навсегда. При наличии множества отправителей их связи с почтовым я существляться динамически, с использованием для этой цели прим оппесс и о(эсытесг..

С косвенной адресацией тесно связан вопрос владения почтовым я, лучае использования порта он, как правило, создается процессом-по ринадлежит ему. Таким образом, при уничтожении процесса порт т ожается. При использовании обобщенного почтового ящика операциб, ема может предложить специальный сервис по созданию почтовых я ие ящики могут рассмагриваться как такие, которые принадлежат 'х процессу (и, соответственно, уничтожаться при завершении работы,:, ибо операционной системе (в этом случае для уничтожения почто ребуется поступление явной команды).

формат сообщения Формат сообщения зависит от преследуемых целей и от того„ истема передачи сообщений на одном компьютере или в распредел ~е. В ряде операционных систем разработчики предпочитают коротв ди „„Фиксированной длины, что позволяет минимизировать обработку и умень„ть Расходы памяти на их хранение. При передаче больших объемов данных могут размещаться в файле, а само сообщение — просто содержать ссылку ,тот Файл. Однако более гибкий подход позволяет использовать сообщения Ременной длиныБа Рис. 5.9 показан формат типичного сообщения операционной системы, торая поддерживает сообщения переменной длины. Сообщение разделено на части; заголовок, содержащий информацию о сообщении, и тело с собственно ержанием сообщения.

Заголовок может включать идентификаторы отправиля и получателя сообщения, поля длины и типа сообщения. В заголовке, кротого, может находиться дополнительная управляющая информация, наприер указатель, позволяющий объединить создаваемые сообщения в связанный висок, или номер, позволяющий упорядочить передаваемые сообщения. ПРинцип работы очереди Простейший принцип работы очереди — "первым вошел — первым вышел", но он мо в может оказаться неадекватным, если некоторые сообщения будут более срочные, чем и другие. В этом случае очередь должна учитывать приоритет сообщений, основываась либо на типе сообщения, либо на непосредственном указании приоритета отправителем. Можно также позволить получателю просматривать всю очередь сообп~ений ний и выбирать, какое письмо должно быть получено следующим.

~заимные исключения В л влй с ис листинге 5.17 показан один из способов реализации взаимных исключеиспользованием системы передачи сообщений (сравните с листингами 5.1, 4 В данной программе предполагается использование блокирующего се 1 и неблокирующего вена. Множество параллельно выполняющихся в совместно используют почтовый ящик о~~сех как для отправки сообЧессов -" сменяй * так и для их получения. Почтовый ящик после инициализации содередин йтив „, д нственное сообщение с пустым содержимым.

Процесс, намеревающийся критический раздел, сначала пытается получить сообщение. Если почто- " ящик щик пуст, процесс блокируется. Как только процесс получает сообщение, 5. ° Параллельные вычисления: взаимоиснлючения... т же вы выполняет критический раздел и затем отсылает сообщение обра ' ,вый ящик. Таким образом, сообщение работает в качестве перехо ~, передающегося от процесса к процессу.

ииг о. ~.17. Реализация взаимных исключений с использованием сооб 1П"- п = /* Количество процессов */р п(1ПЬ и) пеяяз~е 1"..яс; ;Ь11е (ппце) песе1ъе (гпигех, ппзс)); /" Критический раздел /; Яепс((поьех, П,ЯО); Сстальной КОд */~ сгезпе л".а2 1ЬОх (пцсех) ~ Яепй(пп1Ьех,оы11)) рагЬес1~ (Р(1),Р(2),...,Р(п)); ииг 5.18.

Решение задачи производитель/нотребитель с ограннче буфером с использованием сообщений /~ Емкость буфера */; пп) 1 = /* Пустое сообп(ение /г КЬ11е (Ьгпе) ( гесе1че(таургобасе,рпЯд); рляс = Рпоопсе(); яеоо(п~еусопяппе~р1пяя)ю Ге се 1 пе (п1аусОПЯ~ ппе р спЯЯ ) сопяып1е ( сп~яс ) г Яепс((пзургооосе, пп11),' и ь1 1оох ( изур~о "(~1се) Р сгеасе .пе11ЬОХ (п~зусопвыпе); Часть 2. 1оп(1пП 1 = 1; 1 <= сзрас-П ..;+, к РЯПЬе Зт~ (Рхобысег, сопЯ ппог) В Рассмотренн~м Решении пРедполагается, что если операция полняется параллельно более чем одним процессом, то: ° если имеется сообщение, оно передается только одному из процессов, а остальные процессы блокируются; если очередь сообщений пуста„блокируются все процессы; когда в очереди появляется сообщение, его получает только один из заблокированных процессов. Это предположение выполняется практически для всех средств передачи со- общени1Ь В качестве другого примера использования сообщений в листинге 5.18 при~влево Решение задачи производитель/потребитель с ограниченным буфером.

Эту задачу можно решить способом, аналогичным приведенному в листинге 5.11, если воспользоваться реализацией взаимоисключений на базе сообщений. Однако в программе из листинга 5.18 используется другая возможность сообщений — а именно передача данных в дополнение к сигналам. В программе используются два почтовых ящика. Когда производитель генерирует данные, он посылает их в качестве сообщения в почтовый ящик ппаусопЯцпе. Пока в этом почтовом ящике имеется хотя бы одно письмо, потребитель может получать данные — следовательно, почтовый ящик паусопзпп~е служит буфером, данные в котором организованы в виде очереди сообщений.

Характеристики

Список файлов книги