C++/java操作系统常见题目1_进程与线程

进程与线程

• 进程：https://baike.baidu.com/item/%E8%BF%9B%E7%A8%8B/382503
• 线程：https://baike.baidu.com/item/%E7%BA%BF%E7%A8%8B/103101

1. 进程：资源分配的基本单位。线程：独立运行和调度的基本单位。
2. 进程由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成。线程由程序、数据和线程控制块（TCB）三部分组成。
3. 一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。
4. 资源：同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。 同一进程中的多个线程共享代码段(代码和常量)，数据段(全局变量和静态变量)，扩展段(堆存储)。但是每个线程拥有自己的栈段，栈段又叫运行时段，用来存放所有局部变量和临时变量。
5. 通信：进程间通信--IPC方法包括管道（PIPE）、消息排队、旗语、共用内存以及套接字（Socket）。线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
6. 调度：在同一进程中，线程的切换不会引起进程的切换，在由一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时，将会引起进程的切换。同时线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
7. PCB：进程标识符信息（唯一的标识符），处理机状态信息（通用寄存器，指令寄存器，程序状态字PSW，用户栈指针），进程调度信息（进程状态，进程优先级）
8. TCB：用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。
9. 控制：进程控制是进程管理中最基本的功能。它用于创建一个新进程，终止一个已完成的进程，或者去终止一个因出现某事件而使其无法运行下去的进程，还可负责进程运行中的状态转换。

死锁的四个必要条件：

1. 互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。
2. 请求和保持条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。
3. 不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。
4. 环路等待条件指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。

解决方法

1. 死锁预防：银行家算法，有序资源分配法
2. 死锁避免：
3. 死锁检测和解除：资源剥夺、撤销进程、进程回退

排除方法

1. 撤消陷于死锁的全部进程；
2. 逐个撤消陷于死锁的进程，直到死锁不存在；
3. 从陷于死锁的进程中逐个强迫放弃所占用的资源，直至死锁消失。
4. 从另外一些进程那里强行剥夺足够数量的资源分配给死锁进程，以解除死锁状态

 

进程的同步：

1. 临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。
2. 互斥量：采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享
3. 事件：通过通知操作的方式来保持线程的同步，还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作
4. 信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目

 

本系列文章目的为个人准备面试的简单总结，文中多有不足，敬请批评指正!

参考：

https://www.cnblogs.com/losing-1216/p/5083097.html