シグナル (Unix)とプロセス間通信

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

シグナル (Unix)とプロセス間通信の違い

シグナル (Unix) vs. プロセス間通信

ナル（signal）とは、Unix系（POSIX標準に類似の）OSにおける、限定的なプロセス間通信の形式を使って、プロセスに対し、非同期で、イベントの発生を伝える機構である。シグナルが送信された際、OSは宛先プロセスの正常な処理の流れに割り込む。どんな不可分でない処理の間でも割り込むことができる。受信プロセスが以前にシグナルハンドラを登録しておけば、シグナル受信時にそのルーチンが実行される。さもなくば、デフォルトのシグナル処理が行われる。（同様なものは他のTSSなどでも開発されてはいるが、UNIXのシグナルは）1970年ごろベル研究所でUNIXに実装された。後にPOSIXである程度は標準化されているが、標準化が諦められているような振舞などもいくつかあり、特に他の幾つかの要素（fork等）とマルチスレッドとシグナルが絡むと実装毎の対処にプログラミングが大変になることがある。. プロセス間通信(IPC、interprocess communication)はコンピュータの動作において複数のプロセス間（の複数のスレッド間）でデータをやりとりするための仕組み。通信するプロセスは同一コンピュータ上にある場合と、ネットワークで接続された別のコンピュータ上にある場合がある。そのようなローカル内対リモート間といったような分類以外にも多くの観点から分類でき、また、スレッド間の通信の帯域幅とレイテンシは様々であり、やりとりされるデータの種類も様々である。メッセージパッシング、同期、共有メモリ、RPCなどといったメカニズムやプリミティブがある。 プロセス間通信の目的・理由には以下のようなものがある。.

プロセス

プロセスとは、情報処理においてプログラムの動作中のインスタンスを意味し、プログラムのコードおよび全ての変数やその他の状態を含む。オペレーティングシステム (OS) によっては、プロセスが複数のスレッドで構成される場合があり、命令を同時並行して実行する。.

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パイプ (コンピュータ)

ある端末上で3つのパイプで繋いだプログラムを実行する際の入出力の流れ Unix系オペレーティングシステムにおけるパイプ(pipe)、もしくはパイプライン (pipeline) とは、複数のプログラムの入出力をつなぐための仕組み（プロセス間通信）の一つである。大変便利であることからUnix系以外でも同様の実装や、あるいは擬似的な実装によって似たようなことができるものも多い。直接の親子関係にあるプロセス間で通信をおこなうためfork前にあらかじめ共有しておく「無名パイプ」と、親子関係などにないプロセス間で一時ファイルなどを通して接続する（接続を確立するためにファイルを経由するだけで、接続自体はファイルを経由するわけではない）「名前付きパイプ」がある。ダグラス・マキルロイがUnixシェル向けに考案したことから始まり、パイプライン輸送からの連想で名付けられた。 特に、シェルなどでは縦棒（ | ）の記号を使って無名パイプを簡単に利用でき、それを指して「パイプ」と言うことも多い。プロセス群の標準ストリームを連鎖的に相互接続するもので、あるプロセスの標準出力 (stdout) を直接別のプロセスの標準入力 (stdin) に接続する。 「1つだけの仕事をうまくやる、道具のようなソフトウェア」（Software Tools）をパイプラインによって組み合わせる、というアイデアはUNIXやUnix系のOS以外にも、MS-DOS をはじめとする様々なOSやアプリケーションに、動作に多少の違いはあるものの受け継がれている。パイプで連結することを前提とした構成のプログラムをフィルタと呼ぶ。 前述のシェルのコマンドラインにおけるパイプは、中置記法で結合法則を満たす演算子と見ることができる（その時、演算子（オペレータ）のオペランドにあたるのは、各プログラムである）。これを一種の「合成」と見ることもできる。一般に数学で、f, g, h という関数があるとして h(g(f(x))) というような計算をすることを考える時、関数を関数合成の演算子 ∘ で合成した (h∘g∘f)(x) というものを考えることがあるが、パイプの演算子 | はこれに似ており (progF あるいは (progF | progG | progH) といったような感じになる。.

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オペレーティングシステム

ペレーティングシステム（Operating System、OS、オーエス）とは、コンピュータのオペレーション（操作・運用・運転）のために、ソフトウェアの中でも基本的、中核的位置づけのシステムソフトウェアである。通常、OSメーカーが組み上げたコンピュータプログラムの集合として、作成され提供されている。 オペレーティングシステムは通常、ユーザーやアプリケーションプログラムとハードウェアの中間に位置し、ユーザーやアプリケーションプログラムに対して標準的なインターフェースを提供すると同時に、ハードウェアなどの各リソースに対して効率的な管理を行う。現代のオペレーティングシステムの主な機能は、ファイルシステムなどの補助記憶装置管理、仮想記憶などのメモリ管理、マルチタスクなどのプロセス管理、更にはGUIなどのユーザインタフェース、TCP/IPなどのネットワーク、などがある。オペレーティングシステムは、パーソナルコンピュータからスーパーコンピュータまでの各種のコンピュータや、更にはスマートフォンやゲーム機などを含む各種の組み込みシステムで、内部的に使用されている。 製品としてのOSには、デスクトップ環境やウィンドウシステムなど、あるいはデータベース管理システム (DBMS) などのミドルウェア、ファイル管理ソフトウェアやエディタや各種設定ツールなどのユーティリティ、基本的なアプリケーションソフトウェア（ウェブブラウザや時計などのアクセサリ）が、マーケティング上の理由などから一緒に含められていることもある。 OSの中で、タスク管理やメモリ管理など特に中核的な機能の部分をカーネル、カーネル以外の部分（シェルなど）をユーザランドと呼ぶ事もある。 現代の主なOSには、Microsoft Windows、Windows Phone、IBM z/OS、Android、macOS（OS X）、iOS、Linux、FreeBSD などがある。.

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Linux

Linux（リナックス、他の読みは後述）とは、Unix系オペレーティングシステムカーネルであるLinuxカーネル、およびそれをカーネルとして周辺を整備したシステム（GNU/Linuxシステムも参照）である。.

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Mmap

mmap() は、UNIXのシステムコールのひとつで、ファイルやデバイスなどのオペレーティングシステム (OS) 上のリソースの一部または全部を連続した仮想アドレス空間にマッピングする関数である。 ファイルシステム上のリソースに対するアクセス方法として、ストリームI/Oを行うシステムコールとの比較で、ユーザ空間とカーネル空間の間で読み書きされるデータのブロック転送が多くのアーキテクチャ上では発生しないことから、好まれる場合がある。 デバイスでは、ioctl()とともにメモリマップドI/OやDMAなどの操作を抽象化するものとしてドライバからファイルI/Oサービスの一部として提供されることがある。.

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POSIX

POSIX（ポシックス、ポジックス、Portable operating system interface）は、各種UNIXを始めとする異なるオペレーティングシステム (OS) 実装に共通のアプリケーションプログラミングインタフェース (API) を定め、移植性の高いアプリケーションソフトウェアの開発を容易にすることを目的としてIEEEが策定したAPI規格である。POSIXという名前はリチャード・ストールマンがIEEEに提案したものである。末尾の「」はUNIX互換OSに「」の字がつく名前が多いことからつけられた。ISO/IEC JTC 1/SC 22でISO/IEC 9945として国際規格になっている。.

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