Lokaalit prosessienväliset kommunikaatiomenetelmät

Abstract

Koodin eristäminen erillisiin prosesseihin tyypillisesti parantaa järjestelmän luotettavuutta ja virheensietokykyä. Prosessi voi käyttäytyä palvelimena toisille samalla tietokoneella pyöriville prosesseille, jolloin tarvitaan lokaalia prosessienvälistä kommunikaatiota. Tässä työssä esitellään ja vertaillaan keskenään kolmea perustavanlaatuista lokaalia prosessienvälistä kommunikaatiomenetelmää, eli viestijakelua, jaettua muistia ja säiemigraatiota. Kommunikaatiomenetelmiä vertaillaan keskenään latenssin, läpisyötön sekä ominaispiirteiden perusteella. Lisäksi arvioidaan menetelmien soveltuvuutta erilaisissa käyttökohteissa. Viestijakelu on mikroytimissä yleisin kommunikaatiomenetelmä. Sitä on yleisesti ottaen helppo käyttää, mutta se voi olla hidas eikä välttämättä rinnakkaistu kovin tehokkaasti. Jaettu muisti on suorituskykyisin tässä työssä mainituista kommunikaatiomenetelmistä, mutta sitä on tyypillisesti vaikea käyttää. Useimmiten se toimii tukena toiselle kommunikaatiomenetelmälle suurien datamäärien siirtämiseen. Säiemigraatio on käytännössä harvinainen menetelmä, mutta rinnakkaistuu helposti ja on suorituskyvyltään vähintäänkin viestijakelun kaltainen.

Encapsulating code into separate processes improves a system’s reliability and fault tolerance. A process can act as a server for other processes running on the same system, requiring the use of local inter-process communication. Three fundamental local inter-process communication methods are presented in this paper, message passing, shared memory and thread migration. The methods are compared to each other based on their latency, throughput and characteristics. Additionally the methods’ usability in different scenarios is evaluated. Message passing is the dominant method in microkernels. It’s generally speaking easy to use, but can be slow and doesn’t parallelize efficiently. Shared memory is the most performant of the methods presented in this paper, but it is typically cumbersome to use. Shared memory is typically used in conjunction with other methods to speed up large data transfers. Thread migration is scarcely in use, but parallelizes easily and is at least as performant as message passing.