第10課

プロセス間通信

スレッドは1つのプロセスで共存するため、グローバル変数を設定するには特別な共有メカニズムは必要ありません.
ただし,プロセス間では独立したアドレスとリソースが使用されるため,共有機能が必要である,これがIPCである.
プロセス間通信と同期
目的:転送、共有、イベント転送、リソース共有と同期、制御
どうしよう.
2つのモデルがあります.

Message Passing

プロセス間で直接転送できないため、ユーザー層のKernelを使用してMsgを転送します.

メカニズム

Message Queue

Pipes

Mailboxes

Sockets

共有メモリ:特定のメモリ(共有)を定義する

IPC例

同期用Primitives
Ex )
Semaphore->Thread間の同期.プロセッサ間の同期はIPC
Debugging
Event Notification - UNIX signals

2種類のPrimitives

Send(destination, msg) or Send((msg))

Receive(source msg) or receive(msg)

サイズは変えても固定してもいいです.

Message Passing

Send <----------> Receive

通信リンクを作成します.

を送信、受信するメール

を生成する.
に道を教える

Direct OR Indirect

Symmetric OR Asymmetric

Automatic buffering OR Explicit Buffering
:メッセージに必要な内容をバッファに入れ、バッファサイズを管理する

Send-by-Copy OR Send-by-Reference
:メモリが大きい場合は、時間がかかります.このとき、「オンデマンドリファレンス」(C言語のPointerのように)

Fixed OR Variable message size

Direct Communication & Indirect Communication

Direct Communication
に指名
Q->P仮定,Send(P,messge),Receive(Q,messge)
条件

の両方のプロセスはアクティブでなければなりません.

通信リンクは自動的に作成(直接命名)された

である.
相手の

プロセスIDを正確に理解する必要があります.

Indirect Communication
:直接点呼しません.
Q---> mailBox ---> P
mailBoxが存在する->ユニークなIDが必要です.つまり、プロセスごとに1つが必要です.
directとの違いは?

Qは、Pの準備ができているかどうかにかかわらず送信できます.

は、他のプロセスと容易に共有できます.

もし同時に2つの受信プロセスがあれば?

解決策

メールボックスを有効にするには、2つのプロセスのみを定義します.(P--->Q, P---.R)

同時アクセスは許可されていません.
-->プロセス間で同期が必要(lock...)

Symmetric Communication

Symmetric = blocking = synchronous
Sender&Receiverをブロック状態にします.
:応答が受信されるまで送信後にブロック
特長
Function Callに似ています

main関数の進行中にfoo関数を呼び出すと、foo関数が終了するまでmain関数は停止します.

Non-Blocking (asynchronous)

意味:Senderから送信されたタスクを完了し、動作を継続します.
差異

Message Queue

Send_message.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MSGSZ 128

typedef struct msgbuf
{
    long mytype;
    char mtext[MSGSZ];
} message_buf;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int msgId;
    int msgflag = IPC_CREAT | 0666;
    key_t key;
    message_buf sbuf;
    size_t buf_length;

    key = 1234;

    if ((msgId = msgget(key, msgflag)) < 0)
    {
        perror("msgget");
        exit(1);
    }

    sbuf.mytype = 1;

    (void)fprintf(stderr, "msgget : msgget succeeded: msgid = %d\n", msgId);

    (void)strcpy(sbuf.mtext, "Did you get this?");

    (void)fprintf(stderr, "msggget : msgget succeededd : msgid = %d\n", msgId);

    buf_length = strlen(sbuf.mtext) + 1;

    if (msgsnd(msgId, &sbuf, buf_length, IPC_NOWAIT) < 0)
    {
        printf("%d, %ld, %s, %zu \n", msgId, sbuf.mytype, sbuf.mtext, buf_length);

        perror("msgsnd");
        exit(1);
    }
    else
    {
        printf("Message : \"%s\" Send\n", sbuf.mtext);
    }

    exit(0);

    return 0;
}

recv_msg.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MSGSZ 128

typedef struct msgbuf
{
    long mytype;
    char mtext[MSGSZ];

} message_buf;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int msgId;
    key_t key;
    message_buf sbuf;

    key = 1234;

    // if ((msgId = msgget(key, msgflag)) < 0)
    // {
    //     perrpr("msgget");
    //     exit(1);
    // }

    if (msgrcv(msgId, &sbuf, MSGSZ, 1, 0) < 0)
    {
        perror("msgrcv");
        exit(1);
    }

    printf("%s\n", sbuf.mtext);
    exit(0);

    return 0;
}

Pipe

FIFO buffer

ファイルI/O外観は

と同じ

Asynchronous

双方向Arrayg形状

read-write pipe

0番idx:read,1番idx:write

pipe.c

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

char *message = "Do u see this msg ?";

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[1024];
    int fd[2];
    pipe(fd);

    if (fork() != 0)
    {
        write(fd[1], message, strlen(message) + 1);
    }
    else
    {
        read(fd[0], buf, 1024);
        printf("Got this from Parent! : &s\n", buf);
    }
    return 0;
}

Fork():同じサブプロセスを作成する