操作系统基础(二)进程通信与进程同步

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多个进程可以共享系统中的各种资源,但是许多资源一次只能为一个进程使用,我们把一次仅能允许一个进程使用的资源称为临界资源,如打印机等。

对临界资源的访问,必须互斥的进行,在每个进程中,访问临界资源的那段代码称为临界区(critical section)

进程通信与同步有如下一些目的:

1)数据传输:一个进程需要将它的数据发送给另一个进程;

2)共享数据:多个进程想要操作共享数据,一个进程对共享数据的修改,别的进程应该立刻看到;

3)通知事件:一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它发送的某种事情(如进程终止时需要通知父进程)

4)资源共享:多个进程之间共享同样的资源。需要内核提供锁和同步机制

5)进程控制:有些进程希望完全控制另一个进程的执行,此时控制进程想能够拦截另一个进程所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变;

Linux下进程间通信的集中主要手段:

1)管道(Pipe)及有名管道(named pipe):管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道客服了没有名字的限制,因此,除了具有管道所具有的功能外,还能允许无亲缘关系进程间的通信;

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时间发生,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早期信号函数sigal外,还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction

3)Message(消息队列):消息队列是消息的链表,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。消息队列客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搜限制等缺点。

4)共享内存:使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。往往与其他通信机制,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):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他类UNIX系统上:LINUX和SystemV的变种都支持套接字;

Linux 线程间通信:

互斥体(互斥量),信号量,条件变量;

windows进程间通信:

管道、共享内存、消息队列、信号量、socket;

windowss线程间通信:

临界区、互斥量、信号量、时间;

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