记一次阿里面试题:都有哪些进程间通信方式?麻烦你不要再背了
1 管道
學習軟件工程規范的時候,我們知道瀑布模型,在整個項目開發過程分為多個階段,上一階段的輸出作為下一階段的輸入。各個階段的具體內容如下圖所示
最初我們在學習Linux基本命令使用的時候,我們經常通過多個命令的組合來完成我們的需求。比如說我們想知道如何查看進程或者端口是否在使用,會使用下面的這條命令
這里的"|"實際上就是管道的意思。"|"前面部分作為"|"后面的輸入,很明顯是單向的傳輸,這樣的管道我們叫做"匿名管道",自行創建和銷毀。既然有匿名管道,應該就有帶名字的管道"命名管道"。如果你想雙向傳輸,可以考慮使用兩個管道拼接即可。
創建命名管道的方式
test即為管道的名稱,在Linux中一切皆文件,管道也是以文件的方式存在,咋們可以使用ls -l 查看下文件的屬性,它會"p"標識。
下面我們向管道寫入內容
echo "666" > test
此時按道理來說咋們已經將內容寫入了test,沒有直接輸出是因為我們需要開啟另一個終端進行輸出(可以理解為暫存管道)
cat < test
ok,我們發現管道內容被讀出來,同時echo退出。那么管道這種通信方式有什么缺點?我們知道瀑布模型的軟件開發模式是非常低下的,同理采用管道進行通信的效率也很低,因為假設現在有AB兩個進程,A進程將數據寫入管道,B進程需要等待A進程將信息寫完以后才能讀出來,所以這種方案不適合頻繁的通信。那優點是什么?
最明顯的優點就是簡單,我們平時經常使用以致于都不知道這是管道。鑒于上面的缺點,我們怎么去彌補呢?接著往下看
2 消息隊列
管道通信屬于一股腦的輸入,能不能稍微溫柔點有規矩點的發送消息?
答:可以的。消息隊列在發送數據的時候,按照一個個獨立單元(消息體)進行發送,其中每個消息體規定大小塊,同時發送方和接收方約定好消息類型或者正文的格式。
在管道中,其大小受限且只能承載無格式字節流的方式,而消息隊列允許不同進程以消息隊列的形式發送給任意的進程。
但是當發送到消息隊列的數據太大,需要拷貝的時間也就越多,所以還有其他的方式?繼續看
3 共享內存
使用消息隊列可以達到不錯的效果,但是如果我們兩個部門需要交換比較大的數據的時候,一發一收還是不能及時的感知數據。能不能更好的辦法,雙方能很快的分享內容數據,答:有的,共享內存
我們知道每個進程都有自己的虛擬內存空間,不同的進程映射到不同的物理內存空間。那么我們可不可以申請一塊虛擬地址空間,不同進程通過這塊虛擬地址空間映射到相同的屋里地址空間呢?這樣不同進程就可以及時的感知進程都干了啥,就不需要再拷貝來拷貝去。
我們可以通過shmget創建一份共享內存,并可以通過ipcs命令查看我們創建的共享內存。此時如果一個進程需要訪問這段內存,需要將這個內存加載到自己虛擬地址空間的一個位置,讓內核給它一個合法地址。使用完畢接觸板頂并刪除內存對象。
那么問題來了,這么多進程都共享這塊內存,如果同時都往里面寫內容,難免會出現沖突的現象,比如A進程寫了數字5,B進程同樣的地址寫了6就直接給覆蓋了,這樣就不友好了,怎么辦?繼續往下看
4 信號量
為了防止沖突,我們得有個約束或者說一種保護機制。使得同一份共享的資源只能一個進程使用,這里就出現了信號量機制。
信號量實際上是一個計數器,這里需要注意下,信號量主要實現進程之間的同步和互斥,而不是存儲通信內容。
信號量定義了兩種操作,p操作和v操作,p操作為申請資源,會將數值減去M,表示這部分被他使用了,其他進程暫時不能用。v操作是歸還資源操作,告知歸還了資源可以用這部分。
5 信號
從管道----消息隊列-共享內存/信號量,有需要等待的管道機制,共享內存空間的進程通信方式,還有一種特殊的方式--信號
我們或許聽說過運維或者部分開發需要7 * 24小時值守(項目需要上線的時候),當然也有各種監管,告警系統,一旦出現系統資源緊張等問題就會告知開發或運維人員,對應到操作系統中,這就是信號。
在操作系統中,不同信號用不同的值表示,每個信號設置相應的函數,一旦進程發送某一個信號給另一個進程,另一進程將執行相應的函數進行處理。也就是說先把可能出現的異常等問題準備好,一旦信號產生就執行相應的邏輯即可。
6 套接字
上面的幾種方式都是單機情況下多個進程的通信方式,如果我想和相隔幾千里的小姐姐通信怎么辦?
這就需要套接字socket了。其實這玩意隨處可見,我們平時的聊天,我們天天請求瀏覽器給予的響應等,都是這老鐵。
7 總結
分享了一下幾種進程間通信方式,希望大家能知其然并知其所以然,機械式的記憶容易忘記哦。
管道
消息隊列
共享內存
信號量
信號
套接字
有道無術,術可成;有術無道,止于術
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以上是生活随笔為你收集整理的记一次阿里面试题:都有哪些进程间通信方式?麻烦你不要再背了的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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