Косвенная коммуникация процессов

При косвенной коммуникации (indirect communication)сообщения направляются и получаются через почтовые ящики(mailboxes), или порты(ports) –системные структуры, предназначенные для приема, хранения и передачи сообщений. Для определенности будем использовать термин почтовый ящик.

Каждый почтовый ящик имеет уникальный идентификатор.

Процессы могут взаимодействовать, только если они имеют общий почтовый ящик.

Свойства линии связи, согласно списку раздела 9.4, в этом случае следующие:

• Связь устанавливается, только если процессы имеют общий почтовый ящик.
• Связь одного процесса может быть установлена со многими процессами (которым доступен тот же почтовый ящик).
• Каждая пара процессов может иметь несколько линий связи (так как сообщения могут посылаться через различные почтовые ящики).
• Связь может быть ненаправленной или двунаправленной.

При косвенном способе коммуникации процессы используют набор операций вида:

• Создать новый почтовый ящик.
• Отправить (принять) сообщение через почтовый ящик.
• Удалить почтовый ящик

Основные операции коммуникации принимают вид:

• send (A, message) – послать сообщение в почтовый ящик A.
• receive (A, message) – получить сообщение из почтового ящика A.

Как мы видим, в данном случае неиспользуются адреса или имена процессов-корреспондентов; вместо них задаются имена почтовых ящиков.

Чтобы лучше осознать суть и особенности данного метода коммуникации, проведем следующую аналогию. Представьте себе очень привычную для Вас электронную почту, которой Вы пользуетесь каждый день. Вы имеете один или несколько почтовых ящиков (email-адресов) и можете послать через любой из них электронное письмо Вашему корреспонденту. При приеме электронной почты Вы обычно задаете режим типа "receive all"(принять все сообщения со всех адресов), т.е. устанавливаете последовательно несколько линий связи с корреспондентами. Аналогичным образом и взаимодействуют процессы при косвенном способе коммуникации. Понятны и возможные проблемы, и способы их решения в обоих случаях: например, если один адрес (почтовый ящик) не работает, можно попытаться послать сообщение через другой. Однако есть и отличия: при отправке электронной почты через некоторый почтовый ящик Вы все же явно указываете email-адрес получателя. С процессами дело обстоит иначе, из-за чего могут возникнуть проблемы.

Вот возможная проблема, возникающая при использовании общего почтового ящика. Пусть процессы P1, P2,и P3используют почтовый ящик A. P1, посылает сообщение; P2и P3принимают. Возникает вопрос: кто (какой из процессов) получает сообщение? Выражаясь более научно, возникает недетерминированная ситуация, что создает ненадежность и небезопасность. Как решить данную проблему? Вот возможные решения:

• Ограничить связь только двумя процессами;
• Разрешить только одному процессу в каждый момент исполнять операцию получения;
• Разрешить системе произвольным образом определить получателя;
• Отправитель нотифицируется, кто является получателем.

Очевидно, что каждое из решений имеет свои достоинства и недостатки.

При косвенной связи процессов может оказаться необходимой синхронизация.Дело в том, что передача сообщений может выполняться с блокировкой (синхронно) или без блокировки (асинхронно). Соответственно, основные операции send и receive могут быть с блокировкой или без блокировки.