1、进程和线程是什么

简单的描述:进程好比是工厂,线程是工厂里的生产线,一个进程里面可以包含多个线程。
专业术语:进程是cpu资源分配的最小单位,线程是cpu调度的最小单位。
每个进程都有独立的代码和数据空间(程序上下文),程序之间的切换会有较大的开销;线程可以看做轻量级的进程,同一类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(PC),线程之间切换的开销小。

2、进程间通信

进程间通信,基于操作系统的支持。不同操作系统中的进程通信,会有区别。以linux操作系统为例:
(1) 管道(pipe):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有血缘关系的进程间使用。进程的血缘关系通常指父子进程关系。又称为无名管道
注:无名管道,只适用于关联进程之间通信,父进程 和 子进程。



(2)有名管道(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通信


(3)信号(signal):信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某一事件已经发生。

(4)IPC -> 消息队列(message queue):消息队列是由消息组成的链表,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消息队列容量为1时,有些地方称为消息邮箱


(5)IPC -> 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。它通常作为一种锁机制,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

(6)IPC -> 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的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。

(7)套接字(socket):主要指,TCP/IP这块。套接口也是一种进程间的通信机制,与其他通信机制不同的是它可以用于不同设备及其间的进程通信

(8)事件标志组:在一些实时操作系统中常用,当所有标识都满足后,继续执行。


3、线程间的通信机制。


(1)锁机制
  • 互斥锁:提供了以排它方式阻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,而对写操作互斥。
  • 条件变量:可以以原子的方式阻塞线程,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。
(2)信号量机制:包括无名线程信号量与有名线程信号量
(3)信号机制:类似于进程间的信号处理。

线程间通信的主要目的是用于线程同步,所以线程间通信没有 像进程间通信中用于数据交换 的通信机制。