操作系统知识点

1.进程与线程区别

(1)定义
进程是资源拥有的基本单位，线程是独立调度的基本单位，一个进程中可以有多个线程。
(2)开销
创建与撤销进程要为之分配与回收资源，如内存空间I/O设备等，开销远大于线程。而进程切换的时候涉及当前CPU环境的保存及新进程CPU环境设置，而线程切换仅需保存和设置少量寄存器内容，因此开销很小。
(3)资源
进程地址空间之间相互独立，同一进程的各个进程共享进程地址空间。

2.进程间通信

(1)管道

管道是Linux中进程间通信的一种方式，它把一个程序的输出直接连接到另一个程序的输入(其实我更愿意将管道比喻为农村浇地的管子)。Linux的管道主要包括两种：无名管道和有名管道。这一节主要讲无名管道，首先介绍一下这两个管道。（特点很重要啊！）

1、无名管道

无名管道是Linux中管道通信的一种原始方法，如图一(左)所示，它具有以下特点：

① 它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也就是父子进程或者兄弟进程之间）；

② 它是一个半双工的通信模式，具有固定的读端和写端；

③ 管道也可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写也可以使用普通的 read()、write()等函数。但它不是普通的文件，并不属于其他任何文件系统并且只存在于内存中。

2、有名管道(FIFO)

有名管道是对无名管道的一种改进，如图1(右)所示，它具有以下特点：

① 它可以使互不相关的两个进程间实现彼此通信；

② 该管道可以通过路径名来指出，并且在文件系统中是可见的。在建立了管道之后，两个进程就可以把它当做普通文件一样进行读写操作，使用非常方便；

③ FIFO严格地遵循先进先出规则，对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则是把数据添加到末尾，它们不支持如 lseek()等文件定位操作。

(2)信号（Signal）

信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）。

(3)报文（Message）队列（消息队列）

消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

(4)共享内存

使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。

(5)信号量（semaphore）

主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。

(6)套接口（Socket）

更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。