2.1. Comunicación entre procesos
Apuntes de PSP creados por Vicente Martínez bajo licencia CC BY-NC-SA 4.0
2.1. Comunicación entre procesos
La comunicación entre procesos, IPC (Inter Process Communication), es una de las características principales de los sistemas operativos. En este apartado nos vamos a centrar en la comunicación de procesos que estén en el mismo dispositivo.
2.1.1. Comunicación mediante E/S
La comunicación entre procesos se puede realizar de muchas formas, pero una de las más sencillas y comunes es la comunicación mediante la entrada y salida estándar.
E/S en Java
En Java, la comunicación mediante la entrada y salida estándar se realiza mediante los flujos de entrada y salida estándar, System.in y System.out respectivamente.
Todo proceso tiene tres flujos de entrada y salida estándar que se pueden usar para la comunicación con otros procesos. Estos flujos son:
- stdin (entrada estándar): por donde el proceso recibe datos. Por defecto se corresponde con el teclado y el identificador del fichero asociado es 0.
- stdout (salida estándar): por donde el proceso envía datos. Por defecto se corresponde con la consola y el identificador del fichero asociado es 1.
- stderr (salida de error estándar): por donde el proceso envía mensajes de error. Por defecto se corresponde con la consola y el identificador del fichero asociado es 2.
Un mecanismo IPC, relativamente sencillo, es la comunicación de procesos mediante la redirección de las salidas y entradas estándar a/desde otras fuentes.
Redirección de E/S
La redirección de la entrada y salida estándar se puede hacer en la línea de comandos de los sistemas UNIX y Windows. En Java, se puede hacer mediante la clase ProcessBuilder que veremos en la siguiente sección de la unidad
Redirección de la entrada estándar
La redirección de la entrada estándar se puede hacer mediante el operador < en sistemas UNIX y Windows.
$> java MiClase < entrada.txt
En el ejemplo anterior, el programa MiClase recibe la entrada estándar desde el fichero entrada.txt en vez de desde el teclado.
Cuando se redirige la entrada estándar, el programa no tiene que hacer nada especial para leer de un fichero en vez de del teclado. El sistema operativo se encarga de redirigir la entrada estándar del programa al fichero que se le indica.
Redirección de la salida estándar
La redirección de la salida estándar se puede hacer mediante los operadores > y >> en sistemas UNIX y Windows.
$> java MiClase > salida.txt
$> java MiClase >> salida2.txt
En el ejemplo anterior, la salida estándar del programa MiClase se redirige al fichero salida.txt en vez de a la consola. Si el fichero salida.txt no existe, lo crea, y si el fichero ya existe, sobrescribe su valor.
Si el operador es >>, la salida se añade al final del fichero en vez de sobrescribirlo.
Cuando se redirige la salida estándar, el programa no tiene que hacer nada especial para escribir en un fichero en vez de en la consola. El sistema operativo se encarga de redirigir la salida estándar del programa al fichero que se le indica.
Redirección de la salida de error estándar
La redirección de la salida de error estándar se puede hacer mediante el operador 2> en sistemas UNIX y Windows.
$> java MiClase 2> error.txt
$> java MiClase 2>> error2.txt
En el ejemplo anterior, la salida de error estándar del programa MiClase se redirige al fichero error.txt en vez de a la consola.
Si el operador es 2>>, la salida de error se añade al final del fichero en vez de sobrescribirlo.
Cuando se redirige la salida de error, el programa no tiene que hacer nada especial para escribir en un fichero en vez de en la consola. El sistema operativo se encarga de redirigir la salida de error del programa al fichero que se le indica.
2.1.2. Redirección de la salida de un proceso a la entrada de otro proceso
La redirección de la salida estándar a la entrada estándar de otro proceso se puede hacer mediante el operador | en sistemas UNIX y Windows.
Las tuberías (pipes) permiten conectar la salida estándar de un proceso con la entrada estándar de otro, estableciendo así una relación de productor-consumidor. El uso de tuberías sigue la siguiente sintaxis:
$> java MiClase | java MiClase2
En el ejemplo anterior, la salida estándar del programa MiClase se redirige a la entrada estándar del programa MiClase2.
Cuando se redirige la salida estándar de un proceso a la entrada estándar de otro, el sistema operativo se encarga de conectar los flujos de salida y entrada de los procesos.
2.1.3. Comunicación mediante señales
Las señales son una forma de comunicación entre procesos que se basa en la interrupción de la ejecución de un proceso para que realice una acción determinada.
Las señales son eventos asíncronos que se envían a un proceso para notificarle de un evento. Las señales pueden ser enviadas por el propio proceso, por otro proceso o por el sistema operativo.
Las señales se pueden enviar a un proceso mediante la línea de comandos o mediante un programa. En sistemas UNIX, se pueden enviar señales a un proceso mediante el comando kill.
$> kill -s SIGUSR1 1234
En el ejemplo anterior, se envía la señal SIGUSR1 al proceso con PID 1234.
Las señales en el shell de Windows se pueden enviar mediante el comando taskkill.
$> taskkill /pid 1234 /f
En el ejemplo anterior, se envía la señal de finalización forzada al proceso con PID 1234.
Señales
Os dejo un enlace a la lista de señales de UNIX.
Y un artículo de ampliación sobre Gestión de procesos en Windows.
2.1.4. Comunicación mediante sockets
Los sockets se pueden usar para la comunicación entre procesos en el mismo dispositivo o en dispositivos diferentes.
Los sockets los estudiaremos en la Unidad 4, donde veremos cómo se pueden usar para la comunicación entre procesos en dispositivos diferentes.