进程与线程
总结下操作系统中进程与线程的关系及区别。
(1)区别
定义
- 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。
关系
- 一个线程只能属于一个进程，但是一个进程可以拥有多个线程。
- 进程是一个资源的容器，为进程里的所有线程提供共享资源，进程拥有的所有资源都属于线程；线程没有地址空间，线程包含在进程的地址空间中，所有的线程共享进程的内存和资源。
上下文
- 每个进程包含独有的代码段、数据段、栈段、扩展段(堆)、寄存器和共享内存区等；线程包含独有的栈段、寄存器内容。同一进程中的多个线程共享进程的代码段(代码和常量)，数据段(全局变量和静态变量)，扩展段(堆存储)。
- 进程启动时，系统就会为它分配地址空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段；而线程是共享进程中的数据的，使用相同的地址空间，因此线程的创建与维护的花费要远小于进程。
通信
- 不同进程间数据很难共享，所以进程间通信需使用进程间通信机制(IPC);同一进程的线程通过读取和写入数据到进程变量来通信，因此线程之间的通信更方便。
影响
- 进程内的任何线程都被看做是同位体，且处于相同的级别。进程中任何线程都可以通过销毁主线程来销毁进程，销毁主线程将导致该进程的销毁，对主线程的修改可能影响所有的线程；而一个进程的销毁并不会对另外一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间。
- 子进程不对任何其他子进程施加控制，进程的线程可以对同一进程的其它线程施加控制。子进程不能对父进程施加控制，进程中所有线程都可以对主线程施加控制。
参考博文:
(2)进程间的通信方式
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。
有名管道 (namedpipe)
- 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。
信号量(semophore )
- 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。
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。
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。
共享内存(shared memory )
- 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。
套接字(socket )
- 套接口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同设备及其间的进程通信。
(3)线程间的通信方式
锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁
- 互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。
- 读写锁允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。
- 条件变量可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。
信号量机制(Semaphore)
- 包括无名线程信号量和命名线程信号量。
信号机制(Signal)
- 类似进程间的信号处理。线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。
参考博文：