プロセス間通信

インターネットを介してプロセス間ネットワーク通信によって多数のパーソナルコンピュータを接続するグリッドコンピューティングシステム

コンピュータサイエンスにおいて、プロセス間通信（IPC ）とは、コンピュータシステム内で実行中のプロセス間、または複数のそのようなシステム間でデータを共有することです。IPCのメカニズムは、オペレーティングシステムによって提供される場合があります。IPCを使用するアプリケーションは、クライアントとサーバーに分類されることが多く、クライアントがデータを要求し、サーバーがクライアントの要求に応答します。^{[ 1 ]}分散コンピューティングでよく見られるように、多くのアプリケーションはクライアントとサーバーの両方です。

IPCは、カーネルが提供する機能の数を削減するマイクロカーネルやナノカーネルの設計プロセスにおいて非常に重要です。これらの機能は、IPCを介してサーバーと通信することによって取得されるため、通常のモノリシックカーネルと比較して通信量が大幅に増加します。IPCインターフェースは一般的に可変の分析フレームワーク構造を含みます。これらのプロセスは、IPCモデルが依存するマルチベクトルプロトコル間の互換性を保証します。^{[ 2 ]}

プロセス間通信（IPC）メカニズムは、同期型か非同期型のいずれかです。同期プリミティブを使用することで、非同期型IPCメカニズムでも同期的な動作を実現できます。

デメリット

2 つのプロセスからのデータをマージすると、プロセス間通信や同期などのオーバーヘッドのために、同じデータを単一のスレッドで処理する場合と比較して、コストが大幅に高くなることがよくあります。場合によっては、2 桁以上高くなることもあります。^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

アプローチ

IPCに対するさまざまなアプローチは、パフォーマンス、モジュール性、ネットワーク帯域幅や遅延などのシステム状況といった、さまざまなソフトウェア要件に合わせて調整されてきました。^[¹^]

アプリケーション

リモートプロシージャコールインターフェース

Javaのリモートメソッド呼び出し（RMI）
ONC RPC
XML-RPCまたはSOAP
JSON-RPC
メッセージバス（Mbus）（RFC 3259で規定）（ M-Busと混同しないように）
.NETリモート処理
gRPC

プラットフォーム通信スタック

以下は、IPCメカニズムを利用するものの、IPC自体を実装しないメッセージングシステムおよび情報システムです。

KDEのデスクトップ通信プロトコル（DCOP）- D-Busにより非推奨
D-Bus
OpenWrtはubusマイクロバスアーキテクチャを採用しています。
MCAPIマルチコア通信API
SIMPL （ Linux向け同期プロセス間メッセージングプロジェクト）
9P（プラン 9ファイルシステムプロトコル）
分散コンピューティング環境（DCE）
節約
ZeroCのインターネット通信エンジン（ICE）
ØMQ
ヤミ4
Enlightenment_(ソフトウェア) E16はIPCとしてeeshを使用します

オペレーティングシステムの通信スタック

以下は、プラットフォームまたはプログラミング言語固有のAPIです。

Apple ComputerのAppleイベント（以前はInterapplication Communications（IAC）として知られていた）
ARexxポート
EneaのLinux用 LINX （オープンソース）および OSE傘下の各種DSPおよび汎用プロセッサ
MachカーネルのMachポート
Microsoft ActiveX 、コンポーネントオブジェクトモデル(COM)、Microsoft Transaction Server ( COM+ )、分散コンポーネントオブジェクトモデル(DCOM)、動的データ交換(DDE)、オブジェクトリンクと埋め込み(OLE)、匿名パイプ、名前付きパイプ、ローカルプロシージャコール、MailSlots、メッセージループ、MSRPC、.NET Remoting、およびWindows Communication Foundation (WCF)
NovellのSPX
POSIX mmap、メッセージキュー、セマフォ、^{[ 7 ]}および共有メモリ
RISC OSのメッセージ
ソラリスドア
System Vのメッセージキュー、セマフォ、および共有メモリ
Linux透過的プロセス間通信（TIPC）
OpenBinder Open Binder
QNXのPPS（Persistent Publish/Subscribe）サービス

分散オブジェクトモデル

以下は、IPCを使用するが、それ自体はIPCを実装しない、プラットフォームまたはプログラミング言語固有のAPIです。

PHPのセッション
分散型Ruby
共通オブジェクトリクエストブローカーアーキテクチャ（CORBA）
Electronの非同期IPCは、メインプロセスとレンダラープロセス間でJSONオブジェクトを共有します^{[ 8 ]。}

参考文献

スティーブンス、リチャード（1999）。UNIXネットワークプログラミング。プロセス間通信。第 2巻（第2 版）。プレンティスホール。ISBN 0-13-081081-9。
Ramachandran, U.; Solomon, M.; Vernon, M. (1987). 「プロセス間通信のためのハードウェアサポート」.第14回国際コンピュータアーキテクチャシンポジウム議事録. ピッツバーグ、ペンシルベニア州、アメリカ合衆国. pp. 178–188 . ISBN 0-8186-0776-9。{{cite book}}: CS1メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)
Crovella, M.; Bianchini, R.; LeBlanc, T.; Markatos, E.; Wisniewski, R. (1992年12月1日～4日).並列プログラム設計と性能予測における通信対計算比の利用. pp. 238–245 . ISBN 0-8186-3200-3。

1 2 「プロセス間通信」。マイクロソフト。
↑カムラティ、P (1993).「システムレベル設計のためのプロセス間通信」。ハードウェア/ソフトウェア協調設計に関する国際ワークショップ。
↑オペレーティングシステムの概念。ISBN 978-0470128725。
↑コンピュータ構成と設計 MIPS版：ハードウェア/ソフトウェアインターフェース（モーガン・カウフマン・コンピュータアーキテクチャおよび設計シリーズ）。モーガン・カウフマン。ISBN 978-0124077263。
↑並列プログラミング：ネットワークワークステーションと並列コンピュータを用いた技術と応用。ピアソン。ISBN 978-0131405639。
↑ 「Windows/WSL と AF_UNIX の相互運用」。マイクロソフト。2018 年 2 月 7 日。2018年5 月 25 日取得。
↑「並行プログラミング - プロセス間の通信」
↑ "IpcMain | Electron"。

外部リンク

Linux ipc(5) manページ（System V IPCの説明）
Windows IPC
Qtを使用してIPCが利用可能です
Unixネットワークプログラミング（第2巻：プロセス間通信） W・リチャード・スティーブンス著
C言語におけるプロセス間通信とパイプ
DIPC、分散システムV IPC

[microsoft.com-1] 1 2 「プロセス間通信」。マイクロソフト。

[2] カムラティ、P (1993).「システムレベル設計のためのプロセス間通信」。ハードウェア/ソフトウェア協調設計に関する国際ワークショップ。

[3] オペレーティングシステムの概念。ISBN 978-0470128725。

[4] コンピュータ構成と設計 MIPS版：ハードウェア/ソフトウェアインターフェース（モーガン・カウフマン・コンピュータアーキテクチャおよび設計シリーズ）。モーガン・カウフマン。ISBN 978-0124077263。

[5] 並列プログラミング：ネットワークワークステーションと並列コンピュータを用いた技術と応用。ピアソン。ISBN 978-0131405639。

[6] 「Windows/WSL と AF_UNIX の相互運用」。マイクロソフト。2018 年 2 月 7 日。2018年5 月 25 日取得。

[7] 「並行プログラミング - プロセス間の通信」

[8] "IpcMain | Electron"。

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プロセス間通信

デメリット

アプローチ

アプリケーション

リモートプロシージャコールインターフェース

プラットフォーム通信スタック

オペレーティングシステムの通信スタック

分散オブジェクトモデル

関連項目

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