作業系統 - 進程間通信

在作業系統中並發的執行進程可以是獨立的進程，也可以是合作進程。如果進程不需要與系統中其他進程共享數據的的進程是獨立的independent。需要與系統中其他進程相互有影響的進程是合作的cooperating。很明顯與其他進程共享數據的任意進程都是一個cooperationg進程。

提供一個允許進程合作的環境理由如下：

• 信息共享：因為可能好幾個應用都對相同的信息感興趣（比如說，需要複製粘帖），我們必須提供一種環境允許並發的訪問這新信息
• 加速計算：如果我們想讓特定的任務運行的更快，我們必須分拆成子任務，每個都將並行執行。需要注意的是這樣的加速只能在有多個處理器的計算機上才能實現。
• 模塊化：我們可能想以模塊化的方式構建i系統，把系統功能劃分為及一個不同的進程或線程

進程的合作需要一種進程間通信interprocess communication（IPC）的機制來使得他們可以交換數據，也就是說互相發送數據和接受數據。進程間通信有兩個基本模型：

• 共享內存
• 消息傳遞

在共享內存模型中，內存中的一塊用來共享的數據被cooperating進程建立。然後進程就可通過讀取和寫入共享區域內的數據來交換信息。在消息傳遞模型中，通信通過在cooperating進程間以交換消息的方式來發生。兩種模型的對比如下圖：

這兩種模型在常見的作業系統中都是很常見的，並且需要系統都同時實現了這兩種模型。消息傳遞對於交換小數據來說是很有用的，因為沒有衝突需要避免。消息傳遞在分布式系統中也比共享內存容易實現。共享內存比消息傳遞更快，因為消息傳遞系統一般使用系統調用實現，因此需要更耗時的內核幹預任務。在共享內存中，系統調用只在創建共享區域時被調用。一旦共享區域建立後，所有的訪問就像程序訪問內存一樣，不再需要內核的幫助。