進程間通訊（IPC）：共用記憶體和訊息佇列原理詳解

作業系統內的並行執行進程可以是獨立的也可以是共同作業的：

• 如果一個進程不能影響其他進程或受其他進程影響，那麼該進程是獨立的，換句話說，不與任何其他進程共用資料的進程是獨立的；
• 如果一個進程能影響其他進程或受其他進程所影響，那麼該進程是共同作業的。換句話說，與其他進程共用資料的進程為共同作業進程。

提供環境允許進程共同作業，具有許多理由：

• 資訊共用：由於多個使用者可能對同樣的資訊感興趣（例如共用檔案），所以應提供環境以允許並行存取這些資訊。
• 計算加速：如果希望一個特定任務快速執行，那麼應將它分成子任務，而每個子任務可以與其他子任務一起並行執行。注意，如果要實現這樣的加速，那麼計算機需要有多個處理核。
• 模組化：可能需要按模組化方式構造系統，即將系統功能分成獨立的進程或執行緒。
• 方便：即使單個使用者也可能同時執行許多工。例如，使用者可以並行地編輯、收聽音樂、編譯。

共同作業進程需要有一種進程間通訊機制（簡稱 IPC），以允許進程相互交換資料與資訊。進程間通訊有兩種基本模型：共用記憶體和訊息傳遞（訊息佇列）：

• 共用記憶體模型會建立起一塊供共同作業進程共用的記憶體區域，進程通過向此共用區域讀出或寫入資料來交換資訊。
• 訊息傳遞模型通過在共同作業進程間交換訊息來實現通訊。

圖 1 給出了這兩種模型的對比。

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