Передача сообщений

Передача сообщений - метод межпроцессного взаимодействия, который использует два примитива: send и receive, которые скорее являются системными вызовами, чем структурными компонентами языка (что отличает их от мониторов и делает похожим на семафоры). Поэтому их легко можно поместить в библиотечные процедуры, например send(destination, Smessage);

receive(source. Smessage);

Первый запрос посылает сообщение заданному адресату, а второй получает сообщение от источника. Если сообщения нет, второй запрос блокируется до поступления сообщения либо немедленно возвращает код ошибки.

Разработка систем передачи сообщений

С системами передачи сообщений связано большое количество сложных проблем. Сообщение может потеряться в сети. Чтобы избежать потери сообщений, отправитель и получатель договариваются, что при получении сообщения получатель посылает обратно подтверждение приема сообщения. Если отправитель не получает подтверждения через некоторое время, он отсылает сообщение еще раз. Теперь представим, что сообщение получено, но подтверждение до отправителя не дошло. Отправитель пошлет сообщение еще раз, и до получателя оно дойдет дважды. Крайне важно, чтобы получатель мог отличить копию предыдущего сообщения от нового. Обычно проблема решается с помощью помещения порядкового номера сообщения в тело самого сообщения. Если к получателю приходит письмо с номером, совпадающим с номером предыдущего письма, письмо классифицируется как копия и игнорируется.

Для систем обмена сообщениями также важен вопрос названий процессов. Необходимо однозначно определять процесс, указанный в запросе send или receive.

Если отправитель и получатель на одном компьютере, то одной из проблем может стать производительность. Одним из решений может стать ограничение размера сообщения до размеров регистра и передача сообщения через регистры.

Решение проблемы производителя и потребителя с передачей сообщений

Рассмотрим решение проблемы производителя и потребителя с передачей сообщений и без использования разделенной памяти. Предположим, что все сообщения имеют одинаковый размер и сообщения, которые посланы, но еще не получены, автоматически помещаются операционной системой в буфер. В этом решении используются N сообщений, по аналогии с N сегментами в буфере. Потребитель начинает с того, что посылает производителю N пустых сообщений. Как только у производителя оказывается элемент данных, который он может предоставить потребителю, он берет пустое сообщение и отсылает назад полное. Таким образом, общее число сообщений в системе постоянно и их можно хранить в заранее заданном участке памяти.

Передача сообщений может быть реализована по-разному. Рассмотрим способ адресации сообщений. Можно присвоить каждому из процессов уникальный адрес и адресовать сообщение непосредственно процессам. Другой подход состоит в использовании новой структуры данных, называемой почтовым ящиком. Почтовый ящик — это буфер для определенного количества сообщений, тип которых задается при создании ящика. При использовании почтовых ящиков в качестве параметров адреса send и receive задаются почтовые ящики, а не процессы. Если процесс пытается послать сообщение в полный почтовый ящик, ему приходится подождать, пока хотя бы одно сообщение не будет удалено из ящика. Производитель и потребитель создадут почтовые ящики, достаточно большие, чтобы хранить N сообщений. Производитель будет посылать сообщения с данными в почтовый ящик потребителя, а потребитель будет посылать пустые сообщения в почтовый ящик производителя. С использованием почтовых ящиков метод буферизации очевиден: в почтовом ящике получателя хранятся сообщения, которые были посланы процессу-получателю, но еще не получены.