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Writerside/topics/BS/07_Prozesssynchronisation.md

@@ -111,7 +111,16 @@ Befehle mit [POSIX API](06_prozessstruktur.md#posix-api)
 > Es ist wichtig, Synchronisationsmechanismen sorgfältig zu verwenden,
 > um sicherzustellen, dass kritische Abschnitte effizient und sicher koordiniert werden
 
-**Praktisches Anwendungsbeispiel: Siehe Praktikum 4**
+- **Praktisches Anwendungsbeispiel: Siehe Praktikum 4**
+  - Postverteilungszentrum bestückt Verteiler der Post
+    - Konfliktsituationen:
+      - wer wird jetzt grad bestückt?
+      - wie viele kann man gleichzeitig bedienen?
+      - Wann ist ein Verteiler voll?
+      - Welcher Postbote darf zuerst an den Briefkasten dran?
+        - Mutex - Briefkasten freigegeben / gesperrt
+      - Muss geklingelt werden (bspw. Einschreiben)
+        - Semaphore - weil es muss benachrichtigt werden
 
 ## Deadlock
 (Stillstand / Blockade) ist eine Situation, bei der zwei oder mehr Prozesse auf unbestimmte Weise blockiert sind, weil sie auf die Freigabe von Ressourcen warten

Writerside/topics/BS/09_Interprozesskommunikation.md

@@ -27,13 +27,13 @@
 - [Shared Memory](#shared-memory)
 - [Dateien](#dateien)
 - [Message Queues](#message-queues)
-- Pipes
+- [Pipes](#pipes)
-- Promises (Futures)
+- [Promises (Futures)](#promises-futures)
-- Sockets
+- [Sockets](#sockets)
 - [Semaphoren](07_Prozesssynchronisation.md#semaphores)
 - [Mutexe](07_Prozesssynchronisation.md#mutex-mutual-exclusion)
-- Condition Variables
+- [Condition Variables](#condition-variables)
-- Remote Procedure Call (RPC)
+- [Remote Procedure Call (RPC)](#remote-procedure-call-rpc)
 
 ### Shared Memory
 - ermöglicht mehreren Prozessen auf denselben _physischen Speicherbereich_ zuzugreifen
@@ -55,4 +55,99 @@
   - Zugriffsrechte korrekt setzen um Sicherheit zu gewährleisten
   - geeignete [Synchronisationsmechanismen](07_Prozesssynchronisation.md#mutex-vs-semaphore) nutzen
 
-## Message Queues
+### Message Queues
+- besonders nützlich, wenn strukturierte Daten zwischen Prozessen ausgetauscht werden
+  - Struktur muss zwischen Prozessen vereinbart werden
+  - Verwendung von [Semaphoren](07_Prozesssynchronisation.md#semaphores) kann erforderlich sein, damit Zugriff auf Queue ordnungsgemäß funktioniert
+
+#### Linux-Systemaufrufe Message Queues
+- **msgget** - MQ erzeugen / auf bestehende zugreifen
+- **msgsnd** - Nachricht in MQ schicken
+- **msgrcv** - Nachricht aus MQ empfangen
+- **msgctl** - Status einer MQ abfragen/ändern/löschen
+
+
+### Pipes
+- ermöglichen, dass Output eines Prozesses direkt als Input eines anderen Prozesses dient
+- sind unidirektional
+  - gibt Möglichkeiten 2 Pipes zu erstellen → bidirektionale Kommunikation
+- haben begrenzte Puffergröße
+  - zu viele Daten in der Pipe
+    - blockieren des Schreibprozesses
+- arbeiten nach FIFO Prinzip (_First In First Out_)
+
+#### Erstellung von Pipes mit [POSIX API](06_prozessstruktur.md#posix-api)
+- **pipe** - Pipe mit zwei Endpunkten erzeugen
+
+- **popen** - Prozess starten (benutzt [fork](08_Threads.md#fork)) und Pipe zum Prozess öffnen
+- **pclose** - Mit popen geöffnete Pipe schließen
+
+- **mkfifo** - Named Pipe erzeugen
+- **open** - Named Pipe öffnen
+
+- **close** - (Named) Pipe schließen
+- **read** - aus (Named) Pipe lesen
+- **write** - in (Named) Pipe schreiben
+
+#### Pipes in der Shell
+- werden verwendet um 2 oder mehr Befehle zu kombinieren
+  - Ausgabe eines Befehls fungiert als Eingabe für anderen Befehl
+    - Ausgabe dessen = Eingabe für den nächsten ...
+- Kann temporäre Verbindung zwischen 2 oder mehr Befehlen/Programmen/Prozessen sein
+  - _Filter_
+    - Kommandozeilenprogramme, die weitere Verarbeitung übernehmen
+
+- "I" - anonyme Pipe
+  - bspw. _ps ax | less_
+- ">" - benannte Pipe
+  - bspw. _mkfifo myPipe ls > myPipe_
+
+
+### Promises (Futures)
+- Konzept für _asynchrone Programmierung_
+  - Programm wartet auf Ergebnis/Rückmeldung einer asynchronen Operation
+    - blockiert dabei NICHT Haupt-Thread
+- Wird oft verwendet in
+  - JavaScript
+  - Python
+  - Frameworks wie Javas CompletableFuture
+- ![image_160.png](image_160.png)
+
+### Sockets
+- Verwendung geeignet, wenn 
+  - Kommunikation zwischen verschiedenen Rechnern erforderlich ist
+  - verbindungsorientierte Kommunikation (_bspw. TCP_) erwünscht ist
+- Falls über Internet
+  - Sicherheitsaspekte müssen berücksichtigt werden
+    - bspw. Verschlüsselung
+
+#### Erstellung von Sockets mit [POSIX API](06_prozessstruktur.md#posix-api)
+- **socket** - Socket erzeugen
+- **socketpair** - Zwei Sockets erzeugen, ähnlich [pipe](#pipes)
+- **read, recv** - Aus Socket lesen
+- **write, send** - In Socket schreiben
+- **close** - Socket schließen
+
+- **select** - warten auf Socketaktivität
+- **poll** - warten auf Socketaktivität
+
+- _send_ und _recv_ können beliebig lange dauern
+  - können Prozesse/Threads blockieren
+  
+  → Einsetzen von _select_ 
+    - Dient als [Multiplexer](MU0Rechner.md#multiplexer) für mehrere Sockets (_File-Descriptors: fdts_)
+
+[![How one thread listens to many sockets with select in C](http://i3.ytimg.com/vi/Y6pFtgRdUts/hqdefault.jpg)](https://www.youtube.com/watch?v=Y6pFtgRdUts)
+
+
+### Condition Variables
+- Dienen Synchronisation von Threads in einem Multithreading-Kontext
+  - Threads werden informiert, dass Bedingung erfüllt / Ressource verfügbar ist
+- Normalerweise auf Threads innerhalb desselben Prozesses beschränkt
+  - nicht direkt für IPC zwischen verschiedenen Prozessen nutzbar
+
+### Remote Procedure Call (RPC)
+- Programm kann Funktion/Prozedur auf einem entfernten Rechner/Adressraum ausführen, als wäre sie lokal vorhanden
+- abstrahiert Netzwerkkommunikation
+  - ermöglicht Entwicklern sich auf Logik ihrer eigenen Anwendungen zu konzentrieren
+- Verschiedene Implementierungen von TPC existieren für verschiedene Plattformen / Programmiersprachen