操做系統進程與線程筆記

進程與線程

聲明

文章均爲本人技術筆記，轉載請註明出處https://segmentfault.com/u/yzwall

進程&線程基本概念

• 進程：程序的執行實體，操做系統分配資源的最小單位；

• 線程：被稱爲輕量級進程，是CPU調度分配的最小單位。一個標準的線程由線程ID，程序計數器(PC)，寄存器集合和堆棧組成；

進程間/線程間通訊方式

Linux

Linux進程間通訊：管道，信號(signal)，消息隊列(Message)，共享內存(shared memory)，信號量(semaphore)，套接口(socket)
Linux線程間通訊：互斥量(Mutex)，信號量(Semaphore)，條件變量

Windows

Windows進程間通訊：管道(pipe)，消息隊列(Message)，共享內存(shared memory)，信號量(semaphore)，套接口(socket)
Windows線程間通訊：臨界區(critical section)，互斥量(Mutex)，信號量(Semaphore)，事件(Event)

線程與進程的區別

資源分配與調度

線程是獨立調度的基本單位，進程是擁有資源的基本單位（進程只做爲除CPU以外系統資源的分配單元，線程做爲CPU的分配單元）；
在同一進程中，線程之間的切換不會引發進程的切換，但從一個進程中的線程切換到另外一個進程中的線程時，會引發進程的切換；

系統開銷

進程建立和撤銷時，系統開銷遠大於線程開銷；
進程切換時，保存現場開銷和上下文切換開銷遠大於線程開銷；

地址空間

進程之間的地址空間互相獨立，一個進程崩潰不影響其餘進程；
線程之間（屬於同一進程）共享進程的地址空間，一個線程死掉至關於整個進程死掉；

通訊方面

進程間通訊須要藉助操做系統；
因爲線程共享進程的地址空間，所以線程間同步與通訊較容易實現，甚至無需操做系統干預；

多進程和多線程選擇

死鎖與死鎖處理策略

死鎖產生必要條件

死鎖產生必須同時知足如下四個條件：

• 互斥條件：一段時間內，某資源僅被一個進程所佔有，其餘進程只能等待；

• 不剝奪條件：進程擁有的資源只能由本身釋放，不可被其餘進程強行奪走；

• 請求和保持條件：在申請資源不能所有知足的條件下，進程佔有已申請的資源，等待新的資源分配

• 循環等待條件：存在系統資源的進程循環等待鏈；

死鎖處理策略

• 預防死鎖：任意破壞死鎖產生的四個必要條件之一便可；

• 避免死鎖：在資源動態分配過程當中，採用某種算法（好比銀行家算法）防止系統進入」不安全狀態「（系統有可能死鎖）；

• 死鎖檢測和解除：經過系統檢測機制及時檢測出死鎖現象（利用資源分配圖），而後可經過剝奪資源，撤銷進程和回退進程解除死鎖；