JavaEE—進程(二)內存管理、通信

一、內存管理

1.映射訪問

2.獨立分布

防崩潰

二、通信

1.獨立性保障

2.方式

2.1管道

2.1.2特點

2.1.2.1進程條件

2.1.2.2方向

2.1.2.3同步性

2.1.2.4性能

2.2消息隊列

2.2.1特點

2.2.1.1方向

2.2.1.2同步性

2.2.1.3性能

2.3共享內存

2.3.1特點

2.3.1.1方向

2.3.1.2同步性

2.3.1.3性能

2.4套接字

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前言：

上文【操作系統】進程(一)調度講解了 進程PCB的結構組織、資源分配 以及進程在cpu上 通過操作系統的調度 實現并發執行的效果，本文深入講解 進程的內存管理與進程間通信的相關知識

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一、內存管理

1.映射訪問

操作系統 為每個進程 都創建有：

• 模局格式一樣的虛擬地址空間
• 獨屬對應關系的映射表

進程只能操作 直接的虛擬地址空間 經映射表映射著 間接訪問 實際的物理內存，進程 在自己的虛擬地址空間內 最大范圍地訪問 也不可能映射訪問出 自己總的物理內存外面

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2.獨立分布

每個進程的虛擬地址空間 整體映射出的 對應整體物理內存 都是完全互相隔離的一塊塊

防崩潰

進程如果在自己的虛擬地址空間內 越界訪問到 未申請開辟的虛擬空間 而造成進程崩潰時，只會破壞 該進程對應的物理內存，接著操作系統 對其進行資源回收，而其它進程的 虛擬空間和物理內存 都不受影響地 繼續運行

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二、通信

進程 在操作系統提供的特殊渠道上 獨立置、取信息 來保持隔離地交流

1.獨立性保障

• 寫進程 無法直接連續寫入修改 讀進程內存
• 讀進程 主動地收取數據 擁有 讀取進來判斷是否修改的權利

兩進程 仍然互相保持著獨立地 進行數據交流

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2.方式

2.1管道

內核 將寫進程寫入的數據 復制到內核緩沖區 置放，再將其 復制到讀進程中 收取（兩進程是沒有 內核的管道緩沖區映射關系的，無法通過 共享管道緩沖區內存 映射傳輸，所以只能通過 內核復制傳輸）

2.1.2特點

2.1.2.1進程條件

需要 有親緣關系的 父子進程間通信

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2.1.2.2方向

一個管道單向通信，得創建兩個管道 才能實現雙向通信

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2.1.2.3同步性

數據是 按順序先進 后才有出的 無邊界的 字節流，先進再出 已保證 置取同步性

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2.1.2.4性能

兩次內核復制 并且有阻塞等待，效率較低，適合少量數據傳輸

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2.2消息隊列

寫進程 按照特定格式(類型+數據) 將信息復制置入 操作系統維護的 郵箱隊列中，讀進程 根據消息類型 從隊列中 復制取出 屬于自己的消息

2.2.1特點

2.2.1.1方向

雙向通信

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2.2.1.2同步性

消息是 按順序先進 后才有出的 有格式、有邊界的 結構化數據塊，先進后出 已保證 置取同步性

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2.2.1.3性能

兩次內核復制 并且有阻塞等待，效率較低，適合少量數據傳輸

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2.3共享內存

操作系統 劃出一塊物理內存 分別額外映射到 兩進程的虛擬地址空間中，兩進程 便能直接映射到 此共享物理內存上 進行置放、收取數據 完成獨立隔離地交流

2.3.1特點

2.3.1.1方向

雙向通信

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2.3.1.2同步性

因為讀寫兩進程 可不按先后順序地 映射到 操作獲取 數據，所以需要使用信號量 或互斥鎖 來同步進程 對共享資源的訪問

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2.3.1.3性能

不需要 內核中轉復制，進程 直接映射 操作獲取數據，性能極高，能頻繁交換大量數據

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2.4套接字

能用于 網絡上 不同計算機的 進程間通信