死鎖、進程通訊以及進程線程的區別

死鎖、進程通訊以及進程線程的區別

1、死鎖

‍　　操做系統中有若干進程併發執行，它們不斷申請、使用、釋放系統資源，雖然系統的進程協調、通訊機制會對它們進行控制，但也可能出現若干進程都相互等待對方釋放資源才能繼續運行，不然就阻塞的狀況。此時，若不借助外界因素，誰也不能釋放資源，誰也不能解除阻塞狀態。根據這樣的狀況，操做系統中的死鎖被定義爲系統中兩個或者多個進程無限期地等待永遠不會發生的條件，系統處於停滯狀態，這就是死鎖。 ‍
產生死鎖的緣由主要是： 
（1） 由於系統資源不足。 
（2） 進程運行推動的順序不合適。 
（3） 資源分配不當等。 
　　若是系統資源充足，進程的資源請求都可以獲得知足，死鎖出現的可能性就很低，不然就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。

　　其次，進程運行推動順序與速度不一樣，也可能產生死鎖。 
產生死鎖的四個必要條件： 
（1） 互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。 
（2） 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已得到的資源保持不放。 
（3） 不剝奪條件:進程已得到的資源，在末使用完以前，不能強行剝奪。 
（4） 循環等待條件:若干進程之間造成一種頭尾相接的循環等待資源關係。 

這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統發生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不知足，就不會發生死鎖。 

死鎖的解除與預防： 

　　理解了死鎖的緣由，尤爲是產生死鎖的四個必要條件，就能夠最大可能地避免、預防和解除死鎖。因此，在系統設計、進程調度等方面注意如何不讓這四個必要條件成立，如何肯定資源的合理分配算法，避免進程永久佔據系統資源。此外，也要防止進程在處於等待狀態的狀況下佔用資源。所以，對資源的分配要給予合理的規劃。

2、進程通訊的方式

（1）管道( pipe )：管道是一種半雙工的通訊方式，數據只能單向流動，並且只能在具備親緣關係的進程間使用。進程的親緣關係一般是指父子進程關係。
（2）命名管道 (named pipe) ： 命名管道也是半雙工的通訊方式，可是它容許無親緣關係進程間的通訊。
（3）信號量( semophore ) ： 信號量是一個計數器，能夠用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常做爲一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其餘進程也訪問該資源。所以，主要做爲進程間以及同一進程內不一樣線程之間的同步手段。
（4）消息隊列( message queue ) ： 消息隊列是消息的鏈表，存放在內核中並由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節流以及緩衝區大小受限等缺點。
（5）信號 ( sinal ) ： 信號是一種比較複雜的通訊方式，用於通知接收進程某個事件已經發生。
（6）共享內存( shared memory ) ：共享內存就是映射一段能被其餘進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程建立，但多個進程均可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其餘進程間通訊方式運行效率低而專門設計的。它每每與其餘通訊機制，如信號兩，配合使用，來實現進程間的同步和通訊。
（7）套接字( socket ) ： 套解口也是一種進程間通訊機制，與其餘通訊機制不一樣的是，它可用於不一樣及其間的進程通訊。

3、進程和線程的區別

進程和線程都是由操做系統所體會的程序運行的基本單元，系統利用該基本單元實現系統對應用的併發性。進程和線程的區別在於：

（1）一個程序至少有一個進程，一個進程至少有一個線程。

（2）線程的劃分尺度小於進程，使得多線程程序的併發性高。

　　另外，進程在執行過程當中擁有獨立的內存單元，而多個線程共享內存，從而極大地提升了程序的運行效率。
線程在執行過程當中與進程仍是有區別的。每一個獨立的線程有一個程序運行的入口、順序執行序列和程序的出口。可是線程不可以獨立執行，必須依存在應用程序中，由應用程序提供多個線程執行控制。

　　從邏輯角度來看，多線程的意義在於一個應用程序中，有多個執行部分能夠同時執行。但操做系統並無將多個線程看作多個獨立的應用，來實現進程的調度和管理以及資源分配。這就是進程和線程的重要區別。

　　進程是具備必定獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。

　　線程是進程的一個實體，是CPU調度和分派的基本單位，它是比進程更小的能獨立運行的基本單位。線程本身基本上不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器，一組寄存器和棧)，可是它可與同屬一個進程的其餘的線程共享進程所擁有的所有資源。

　　一個線程能夠建立和撤銷另外一個線程；同一個進程中的多個線程之間能夠併發執行。