JavaEE—进程(二)内存管理、通信

一、内存管理

1.映射访问

2.独立分布

防崩溃

二、通信

1.独立性保障

2.方式

2.1管道

2.1.2特点

2.1.2.1进程条件

2.1.2.2方向

2.1.2.3同步性

2.1.2.4性能

2.2消息队列

2.2.1特点

2.2.1.1方向

2.2.1.2同步性

2.2.1.3性能

2.3共享内存

2.3.1特点

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【操作系统】进程(一)调度讲解了 进程PCB的结构组织、资源分配 以及进程在cpu上 通过操作系统的调度 实现并发执行的效果，本文深入讲解 进程的内存管理与进程间通信的相关知识

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一、内存管理

1.映射访问

操作系统 为每个进程 都创建有：

• 模局格式一样的虚拟地址空间
• 独属对应关系的映射表

进程只能操作 直接的虚拟地址空间 经映射表映射着 间接访问 实际的物理内存，进程 在自己的虚拟地址空间内 最大范围地访问 也不可能映射访问出 自己总的物理内存外面

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2.独立分布

每个进程的虚拟地址空间 整体映射出的 对应整体物理内存 都是完全互相隔离的一块块

防崩溃

进程如果在自己的虚拟地址空间内 越界访问到 未申请开辟的虚拟空间 而造成进程崩溃时，只会破坏 该进程对应的物理内存，接着操作系统 对其进行资源回收，而其它进程的 虚拟空间和物理内存 都不受影响地 继续运行

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二、通信

进程 在操作系统提供的特殊渠道上 独立置、取信息 来保持隔离地交流

1.独立性保障

• 写进程 无法直接连续写入修改 读进程内存
• 读进程 主动地收取数据 拥有 读取进来判断是否修改的权利

两进程 仍然互相保持着独立地 进行数据交流

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2.方式

2.1管道

内核 将写进程写入的数据 复制到内核缓冲区 置放，再将其 复制到读进程中 收取（两进程是没有 内核的管道缓冲区映射关系的，无法通过 共享管道缓冲区内存 映射传输，所以只能通过 内核复制传输）

2.1.2特点

2.1.2.1进程条件

需要 有亲缘关系的 父子进程间通信

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2.1.2.2方向

一个管道单向通信，得创建两个管道 才能实现双向通信

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2.1.2.3同步性

数据是 按顺序先进 后才有出的 无边界的 字节流，先进再出 已保证 置取同步性

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2.1.2.4性能

两次内核复制 并且有阻塞等待，效率较低，适合少量数据传输

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2.2消息队列

写进程 按照特定格式(类型+数据) 将信息复制置入 操作系统维护的 邮箱队列中，读进程 根据消息类型 从队列中 复制取出 属于自己的消息

2.2.1特点

2.2.1.1方向

双向通信

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2.2.1.2同步性

消息是 按顺序先进 后才有出的 有格式、有边界的 结构化数据块，先进后出 已保证 置取同步性

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2.2.1.3性能

两次内核复制 并且有阻塞等待，效率较低，适合少量数据传输

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2.3共享内存

操作系统 划出一块物理内存 分别额外映射到 两进程的虚拟地址空间中，两进程 便能直接映射到 此共享物理内存上 进行置放、收取数据 完成独立隔离地交流

2.3.1特点

2.3.1.1方向

双向通信

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2.3.1.2同步性

因为读写两进程 可不按先后顺序地 映射到 操作获取 数据，所以需要使用信号量 或互斥锁 来同步进程 对共享资源的访问

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2.3.1.3性能

不需要 内核中转复制，进程 直接映射 操作获取数据，性能极高，能频繁交换大量数据

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2.4套接字

能用于 网络上 不同计算机的 进程间通信