进程通信:进程通信是指进程之间的信息交换。
一、低级通信——进程之间的互斥和同步
信号量机制是有效的同步工具,但作为通信工具缺点如下:
(1)效率低(通信量少)
(2)通信对用户不透明(程序员实现,操作系统只提供共享存储器供代码操作)
二、高级进程通信
用户直接利用操作系统提供的一组通信命令,高效地传送大量数据的通信方式。
操作系统隐藏了进程通信的细节,对用户透明,减少了通信程序编制上的复杂性。
线程:进程内的一条执行路径。
多线程系统中,同一个进程中的多个线程共享进程资源,可并发执行。
线程的属性:多线程OS中,一个进程包括多个线程,每个线程都是利用CPU的基本单位。
轻型实体:只需一点必不可少的、能保证独立运行的资源。(TCB)
独立调度和分派的基本单位:调度切换迅速且开销小。
可并发执行
共享进程资源:同进程中的线程可共享相同的进程地址空间、已打开文件、信号量机构等。
线程与进程的比较
调度:线程作为CPU调度的基本单位,而进程只作为其它资源分配单位。
并发性:进程之间可以并发,实质上是不同进程中的两个线程并发。一个进程的多个线程之间亦可并发。
拥有资源:进程间资源相互独立;同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见
系统开销:线程上下文切换在同进程环境下上下文切换要快得多。因为同进程内线程间共享内存地址和打开的文件资源。
线程的管理
同步和通信机制:
1)互斥锁
比较简单的,控制线程互斥访问资源;
适用于高频度使用的关键共享数据和程序段;
unlock和lock两个锁操作原语;
2)条件变量
与互斥锁一起使用
锁保证互斥进入临界区,但利用条件变量使线程阻塞
注意不满足条件时,wait条件变量:
释放互斥锁
进程阻塞在条件变量指向队列中
被唤醒后要重新再设互斥锁
3)信号量
私用信号量(privatesamephore)
用于同进程的线程间同步,数据结构存放在应用程序的地址空间。属于特定进程,OS感知不到其存在。
公用信号量(publicsamephore)
用于不同进程间或不同进程中线程的同步,数据结构由OS管理,存放在受保护的系统存储区。
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