【我的笔记】进程管理（五）进程间通信、死锁

（一）进程间通信

除了同步和互斥外，进程间还有其他的通信手段。

进程间的通信 --> IPC （InterProcess Communication）

进程间通信的目的：通知事件、交换信息、共享数据、控制进程、同步互斥

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1、信号

类似于中断，收到信号的进程暂停当前工作，转去处理通知，处理完后返回继续之前的工作。

中断针对整个系统，信号针对接受者进程。各个进程可以指定处理信号的方式 ，信号必须由接收者进程自己处理。

信号处理的方式：①阻塞（将信号记下来，以后处理）；② 忽略； ③ 由内核按缺省方式处理（most）；④ 由进程自己处理（进程注册自己的信号处理程序，用户程序）

信号接受者可以是一个进程，也可以是一个线程组。进程可以在任何状态下接收信号，只能在核心态返回用户态之前处理信号。

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2、管道 Pipe

将一个进程的标准输出转化成另一个进程的标准输入，实现两个进程间的通信。

3、消息队列

是一种面向消息、无连接的异步通信。

消息队列动态创建，未用 Slab。

4、共享内存

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（二）死锁

1、（1）进程的互斥和同步会导致两种特别的情况 -->  死锁、饿死

①死锁：一组进程，由于竞争资源或相互通信而永久阻塞的现象。（僵局）

②饿死：一组进程，由于竞争资源或相互通信，导致其中某个进程长期得不到资源的现象。

资源：①可抢占式资源eg：CPU、内存（易化解）；②不可抢占式资源eg：打印机、刻录机（死锁通常与不可抢占资源相关）

对资源的使用顺序：申请、使用、释放。

一种死锁的情况（自旋锁引起的自锁）

死锁通常涉及两个进程，也有可能一个进程。

五个哲学家就餐问题（见ppt）。

（2）产生死锁的原因

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解决死锁的方法：死锁预防、死锁避免、死锁检测和恢复、鸵鸟算法

2、死锁预防——破坏死锁的四个条件

（1）禁用互斥使用条件——难以打破（系统中确实存在需要互斥使用的资源）

（2）禁用占有且等待条件——要求进程一次申请所需的全部资源

①进程执行前，先一次性申请并获得所需的全部资源（不好）

②进程可多次申请资源，但每次申请前必须释放掉已经获得的资源，申请的资源要么全部获得，要么一个也得不到。——批量申请 --> SP、SV

Linux的信号量集合是SP、SV的一种实现。SP操作要么全部成功，要么全部失败，不会出现占有且等待的情况。

（3）允许抢占资源

（4）避免出现循环等待

（5）总结死锁预防的方法：

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3、死锁避免——很少用

不破坏死锁的充分条件，分配资源时通过算法判断是否可能导致死锁，可能就拒绝申请，否则就分配给申请者进程。

银行家算法——有意义不实用

①资源分配算法

② 安全检查算法

先把Allocation都加起来，是8、2、4，所以现在总的剩余为1、1、2，可以满足P2的need。P2运行只有释放资源。

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3、死锁检测和恢复——很少用

不限定对资源的分配，需操作系统提供检测和恢复算法。

4、鸵鸟算法——目前大多数操作系统的做法

忽略。死了就死了。