分布式计算、云计算与大数据（第2版）最新章节_林伟伟著

2.1 进程间通信

2.1.1 进程间通信的概念

分布式计算的核心技术是进程间通信（InterProcess Communication，IPC），即在互相独立的进程（进程是程序的运行时表示）间通信及共同协作以完成某项任务的能力。图2-1给出了基本的IPC机制：两个运行在不同计算机上的独立进程（ P ₁ 和 P ₂ ），通过互联网交换数据。其中，进程 P ₁ 为发送者（sender），进程 P ₂ 为接收者（receiver）。

图2-1 IPC机制

在分布式计算中，两个或多个进程按约定的某种协议进行IPC，此处的协议是指数据通信各参与进程必须遵守的一组规则。在协议中，一个进程有些时候可能是发送者，其他时候则可能是接收者。如图2-2所示，当一个进程与另一个进程进行通信时，IPC被称为单播（unicast）；当一个进程与另外一组进程进行通信时，IPC被称为组播（multicast）。

图2-2 单播通信和组播通信

操作系统为进程间通信提供了相应的设施，我们称之为系统级IPC设施，例如消息队列、共享内存等。直接利用这些系统级IPC设施，就可以开发出各种网络软件或分布式计算系统。然而，基于这种底层的系统级IPC设施来开发分布式应用往往工作量比较大且复杂，所以一般不直接基于系统级IPC设施进行开发。为了使编程人员从系统级IPC设施的编程细节中摆脱出来，可以对底层IPC设施进行抽象，提供高层的IPC API（Application Programming Interface，应用编程接口或应用程序接口）。该API提供了对系统级设施的复杂性和细节的抽象，因此，编程人员开发分布式计算应用时，可以直接利用这些高层的IPC API，把注意力更多地集中在应用逻辑上。