一、线程与进程
1.线程和进程的基本概念
进程是操作系统中进行保护和资源分配的基本单位，操作系统分配资源以进程为基本单位。而线程是进程的组成部分，它代表了一条顺序的执行流。
2.线程与进程的区别
- 进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是任务调度和执行的基本单位；
- 操作系统中可执行多个进程，进程中可执行多个线程；
- 进程开销大，线程开销小：每个进程都有独立的代码和数据空间，进程之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一组线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器，线程之间切换的开销小；
- 进程分配独立资源，线程组共享资源：系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间；线程共享系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等，拥有自己的调用栈，寄存器环境，本地线程存储；
- 进程是线程的容器：如果进程内有多个线程，则很执行过程是多线程共同完成的。线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
二、线程间通信
- 无名管道PIPE：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系；
- 命名管道FIFO：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信；
- 消息队列MessageQueue：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点；
- 共享存储SharedMemory：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信；
- 信号量Semaphore：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段；
- 套接字Socket：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信；
- 信号Sinal ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
三、线程死锁
1.死锁的基本概念
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
2.死锁的产生条件
- 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；
- 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；
- 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；
- 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。
3.死锁的产生原因
- 竞争资源引起进程死锁：当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列的等，其数目不足以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁；
- 进程推进顺序非法 ：进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致死锁。例如，并发进程 P1、P2分别保持了资源R1、R2，而进程P1申请资源R2，进程P2申请资源R1时，两者都 会因为所需资源被占用而阻塞。
4.预防死锁
打破四个必要条件之一就能有效预防死锁的发生，
- 打破互斥条件：改造独占性资源为虚拟资源，大部分资源已无法改造；
- 打破不可抢占条件：当一进程占有一独占性资源后又申请一独占性资源而无法满足，则退出原占有的资源；
- 打破占有且申请条件：采用资源预先分配策略，即进程运行前申请全部资源，满足则运行，不然就等待，这样就不会占有且申请；
- 打破循环等待条件：实现资源有序分配策略，对所有设备实现分类编号，所有进程只能采用按序号递增的形式申请资源。