進(jìn)程與線程

對(duì)于有線程系統(tǒng)：

（1）進(jìn)程是資源分配的獨(dú)立單位

（2）線程是資源調(diào)度的獨(dú)立單位

對(duì)于無線程系統(tǒng)：

（1）進(jìn)程是資源調(diào)度、分配的獨(dú)立單位

進(jìn)程之間的通信方式以及優(yōu)缺點(diǎn)

管道（PIPE）

（1）有名管道：一種半雙工的通信方式，它允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信

①優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)任意關(guān)系的進(jìn)程間的通信

②缺點(diǎn)：a、長(zhǎng)期存于系統(tǒng)中，使用不當(dāng)容易出錯(cuò)；b、緩沖區(qū)有限

（2）無名管道：一種半雙工的通信方式，只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間使用（父子進(jìn)程）

①優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便

②缺點(diǎn)：a、局限于單向通信；b、只能創(chuàng)建在它的進(jìn)程以及其有親緣關(guān)系的進(jìn)程之間；c、緩沖區(qū)有限

信號(hào)量（Semaphore）：一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以用來控制多個(gè)線程對(duì)共享資源的訪問

①優(yōu)點(diǎn)：可以同步進(jìn)程

②缺點(diǎn)：信號(hào)量有限

信號(hào)（Signal）：一種比較復(fù)雜的通信方式，用于通知接收進(jìn)程某個(gè)事件已經(jīng)發(fā)生

消息隊(duì)列（Message Queue）：是消息的鏈表，存放在內(nèi)核中并由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)

①優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)程間的通信，并通過系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)消息發(fā)送和接收之間的同步，無需考慮同步問題，方便

②缺點(diǎn)：信息的復(fù)制需要額外消耗 CPU 的時(shí)間，不適宜于信息量大或操作頻繁的場(chǎng)合

共享內(nèi)存（Shared Memory）：映射一段能被其他進(jìn)程所訪問的內(nèi)存，這段共享內(nèi)存由一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建，但多個(gè)進(jìn)程都可以訪問

①優(yōu)點(diǎn)：無須復(fù)制，快捷，信息量大

②缺點(diǎn)：a、通信是通過將共享空間緩沖區(qū)直接附加到進(jìn)程的虛擬地址空間中來實(shí)現(xiàn)的，因此進(jìn)程間的讀寫操作的同步問題；b、利用內(nèi)存緩沖區(qū)直接交換信息，內(nèi)存的實(shí)體存在于計(jì)算機(jī)中，只能同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的諸多進(jìn)程共享，不方便網(wǎng)絡(luò)通信

套接字（Socket）：可用于不同計(jì)算機(jī)間的進(jìn)程通信

①優(yōu)點(diǎn)：

a、傳輸數(shù)據(jù)為字節(jié)級(jí)，傳輸數(shù)據(jù)可自定義，數(shù)據(jù)量小效率高；

b、傳輸數(shù)據(jù)時(shí)間短，性能高；

c、適合于客戶端和服務(wù)器端之間信息實(shí)時(shí)交互；

d、可以加密,數(shù)據(jù)安全性強(qiáng)；

②缺點(diǎn)：需對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行解析，轉(zhuǎn)化成應(yīng)用級(jí)的數(shù)據(jù)。

線程之間的通信方式

鎖機(jī)制

包括互斥鎖/量（mutex）、讀寫鎖（reader-writer lock）、自旋鎖（spin lock）、條件變量（condition）

（1）互斥鎖/量（mutex）：提供了以排他方式防止數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被并發(fā)修改的方法。

（2）讀寫鎖（reader-writer lock）：允許多個(gè)線程同時(shí)讀共享數(shù)據(jù)，而對(duì)寫操作是互斥的。

（3）自旋鎖（spin lock）與互斥鎖類似，都是為了保護(hù)共享資源?；コ怄i是當(dāng)資源被占用，申請(qǐng)者進(jìn)入睡眠狀態(tài)；而自旋鎖則循環(huán)檢測(cè)保持者是否已經(jīng)釋放鎖。

（4）條件變量（condition）：可以以原子的方式阻塞進(jìn)程，直到某個(gè)特定條件為真為止。對(duì)條件的測(cè)試是在互斥鎖的保護(hù)下進(jìn)行的。條件變量始終與互斥鎖一起使用。

信號(hào)量機(jī)制(Semaphore)

（1）無名線程信號(hào)量

（2）命名線程信號(hào)量

信號(hào)機(jī)制(Signal)：類似進(jìn)程間的信號(hào)處理

屏障（barrier）：屏障允許每個(gè)線程等待，直到所有的合作線程都達(dá)到某一點(diǎn)，然后從該點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。

線程間的通信目的主要是用于線程同步，所以線程沒有像進(jìn)程通信中的用于數(shù)據(jù)交換的通信機(jī)制

進(jìn)程之間私有和共享的資源

私有：地址空間、堆、全局變量、棧、寄存器

共享：代碼段，公共數(shù)據(jù)，進(jìn)程目錄，進(jìn)程 ID

線程之間私有和共享的資源

私有：線程棧，寄存器，程序計(jì)數(shù)器

共享：堆，地址空間，全局變量，靜態(tài)變量

多進(jìn)程與多線程間的對(duì)比、優(yōu)劣與選擇

對(duì)比

優(yōu)劣

選擇

（1）需要頻繁創(chuàng)建銷毀的優(yōu)先用線程

（2）需要進(jìn)行大量計(jì)算的優(yōu)先使用線程

（3）強(qiáng)相關(guān)的處理用線程，弱相關(guān)的處理用進(jìn)程

（4）可能要擴(kuò)展到多機(jī)分布的用進(jìn)程，多核分布的用線程

（5）都滿足需求的情況下，用你最熟悉、最拿手的方式

今天的分享就到這里了，大家要好好學(xué)C++喲~

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