面试题：进程管理之消息传递模型基础

Question

请简述进程间通信中消息传递模型的基本原理，并列举至少两种常见的基于消息传递的进程间通信方式及其特点。

Answer 1

消息传递模型基本原理

进程间通过发送和接收消息来进行通信。发送进程将信息封装在消息中，通过操作系统提供的机制，将消息传递给目标接收进程。操作系统负责管理消息的传输，确保消息能够准确无误地从发送者到达接收者。这种模型提供了一种异步、解耦的通信方式，使得进程间不需要共享内存空间也能进行数据交换。

常见基于消息传递的进程间通信方式及其特点

1. 管道（Pipe）
   • 特点：
     • 半双工通信：数据只能在一个方向上流动，若要实现双向通信，需要创建两个管道。
     • 亲缘性要求：通常用于具有亲缘关系（如父子进程）的进程间通信，因为管道依赖于文件描述符，在创建子进程时文件描述符可以被继承。
     • 缓冲区限制：管道有一定大小的缓冲区，当缓冲区满时，发送进程会被阻塞，直到接收进程从管道中读取数据。
2. 消息队列（Message Queue）
   • 特点：
     • 异步通信：发送进程和接收进程不需要同时运行，消息可以在队列中等待接收。
     • 格式灵活：消息具有类型字段，接收进程可以根据消息类型有选择地接收消息，不像管道只能按顺序读取数据。
     • 系统维护：消息队列由操作系统维护，即使发送和接收进程崩溃，消息队列中的消息在一定条件下仍然可以保留。