title: Comunicazione a scambio di messaggi
text: # Comunicazione a scambio di messaggi
  
  In informatica, la comunicazione a scambio di messaggi (in inglese message passing) è una tipologia di comunicazione tra processi che prevede che non ci siano risorse condivise (e per questo viene anche detta shared nothing, nessuna condivisione), e che tutte le comunicazioni avvengano attraverso l'invio di messaggi tra i processi. Per queste caratteristiche si pone in contrasto con le tecniche di comunicazione che prevedono condivisione della memoria e l'uso dei lock o di meccanismi analoghi per ottenere la mutua esclusione. La comunicazione avviene tramite primitive di comunicazione della tipologia di send (invia) e receive (ricevi).
  
  La modalità a scambio di messaggi è molto usata nelle architetture ad alte prestazioni (calcolo parallelo), e il modello più diffuso in questi casi è MPI.
  
  ## Tipologie scambio messaggi
  
  Lo scambio di messaggi può essere essenzialmente di tre tipi:
  
  * comunicazione asincrona: il mittente spedisce il messaggio e continua ad effettuare le proprie operazioni
  * comunicazione sincrona: il mittente spedisce il messaggio ed attende sino a quando il ricevente non ha ricevuto il messaggio, elaborato la risposta ed inviata al mittente
  * remote invocation: il mittente aspetta che il ricevente sia pronto per ricevere, e solo dopo che il ricevente si è dato disponibile per ricevere il mittente invia il messaggio.
  
  ## Tipologie canali comunicazione
  
  Per inviare un messaggio ovviamente il mittente deve esplicitare chi sia il ricevente di esso. Quest'azione di identificare il ricevente viene detta naming, e può avvenire in quattro modi differenti:
  
  * il mittente invia il messaggio ad un ricevente specifico individuato tramite il suo id di processo
  * il ricevente accetta messaggi da chiunque
  * il mittente invia il messaggio ad una casella di posta elettronica ed essa a sua volta invia il messaggio al ricevente
  * il mittente invia i dati su un canale di comunicazione ben preciso ed il ricevente sta in attesa di messaggi su quel canale
  
  ## Primitive di comunicazione
  
  Le primitive di comunicazione sono solo due: una per l'invio di un messaggio (send), e l'altra per la sua ricezione (receive). Esse agiscono sulla struttura dati canale, che funge da buffer per i messaggi. La specifica di queste due operazioni può dunque essere:
  
      send(identificativo_del_canale, indirizzo_messaggio_da_inviare)
      receive(identificativo_del_canale, indirizzo_su_cui_copiare_il_messaggio_ricevuto)
  
  In una visione orientata agli oggetti, si potrebbe dire che l'oggetto descrittore di canale, ha due metodi, send e receive.
  
  ## Compilazione di send e receive
  
  Mentre il programmatore ha visione di una sola send e di una sola receive, il compilatore dispone invece di più versioni compilate delle primitive, ciascuna ottimizzata in funzione criteri come:
  
  * architettura: uniprocessor/multiprocessor
  * forma di comunicazione simmetrica/asimmetrica in ingresso
  * forma di comunicazione sincrona/asincrona
  * canale di comunicazione in guardia/non in guardia
  * ... altre caratteristiche dell'architettura sottostante
  
  ## Comunicazione asincrona
  
  La comunicazione asincrona è quella comunicazione in cui il mittente invia il messaggio e poi continua la propria esecuzione; asincrona sta proprio a significare l'asincronicità che vi è tra l'invio di un messaggio e la risposta al messaggio stesso.
  
  Un esempio di comunicazione asincrona può essere il seguente:
  
  Il processo P1 invia sul canale C il valore della variabile n ed il processo P2 riceve sul canale C il valore della variabile n e la mette nella variabile m.
  
  ## Comunicazione sincrona
  
  La comunicazione sincrona è quella comunicazione in cui il mittente invia il messaggio e rimane in attesa sino a quando il ricevente non invia la risposta al mittente.
  
  Un esempio di comunicazione sincrona può essere il seguente:
  
  Il processo P1 invia sul canale C2 in modo sincrono il valore della variabile n, il processo P2 sta in attesa sino a quando non riceve il messaggio e quando lo riceve invia sul canale C1 il valore ricevuto incrementato di 1, il processo P1 sta in attesa sino a quando non riceve sul canale C1 un valore, e quando lo riceve entrambi i processi continuano ad eseguire il proprio codice.
  
  Proprietà del canale di comunicazione:
  
  * I canali vengono stabiliti automaticamente al momento di send/receive
  * Ciascun canale è associato esattamente ad una coppia di processi
  * Tra ogni coppia di processi comunicanti esiste un canale
  * il canale può essere unidirezionale ma di solito è bidirezionale
  