Linux下进程通信的八种方法：管道(pipe)，命名管道(FIFO)，内存映射(mapped memeory)，消息队列(message queue)，共享内存(shared memory)，信 量(semaphore)，信 (signal)，套接字(Socket)
临界区是每个进程中访问临界资源的那段代码称，每次只准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。不论是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。它可以作为线程间通信方式而不能作为进程间通信方式，因为进程间内存是相互隔离的
临界区问题（线程同步）
- 假设某个系统有n个进程。每个进程有一个代码段称为临界区
- 在该区中，进程可能改变共同变量，更新一个表，写一个文件等
- 当一个进程进入临界区，没有其他进程可被允许在临界区内执行
- 每个进程必须请求允许进入其临界区，实现这一请求的代码段称为进入区
- 临界区之后可有退出区
- 其他代码称为剩余区
-
信 量
- 对信 量的修改必须不可分的执行，即当一个进程修改信 量时，不能有其他进程同时修改同一信 量的值
用法
- 控制访问具有若干个实例的某种资源。该信 量初始化为可用资源的数量
- 当每个进程需要使用资源时，对信 进行减计数
- 当进程释放资源时，需要对该信 量执行加计数
- 当信 量计数为０时，再需求该资源的进程就阻塞，直到计数大于０
缺点
- 忙等待
- 当进程位于其临界区内时，任何其他试图进入其临界区的进程都必须在其进入代码中连续的循环
- 忙等待浪费了CPU的时钟，可本来可以为其他进程所使用
- 这种类型的信 量也成为自旋锁
- 为了克服忙等
- 当一进程执行wait()操作时，发现信 量不为正，则它必须等待
- 然而，该进程不是忙等，而是阻塞自己
- 阻塞操作将一个进程放入到与信 量相关的等待队列中，并将该进程的状态切换成等待
- 调度程序，以选择另一个进程来执行
- 该进程的重新执行，通过wakeup()操作来进行
- 该操作将进程从等待切换到就绪状态
- 等待进程的链表可以利用进程控制块PCB中的一个连接域来加以轻松实现
经典同步问题
哲学家进餐问题
- 描述：五个哲学家，五只筷子。
- 解决方案：
- 1.只有两双筷子都可用时，才允许拿起
- 2.奇数先拿左侧筷子，偶数先拿右侧
管程
- 定义：是由局部于自己的若干公共变量机器说明和所有访问这些公共变量的过程所组成的软件组成
引入管程的原因：
- 信 量机制的缺点： 进程自备同步操作，大量分散在各个进程中，不易管理，易发生死锁
- 管程特点： 封装了同步，对进程隐蔽了同步细节，简化了同步功能的调用界面
- 目的：
- 把分散在各进程中的临界区集中起来进行管理
- 防止进程有意或无意的违法同步操作
- 便于用高级语言来书写程序
- 组成部分
- 局部于管程的共享变量
- 对数据结构进行操作的一组过程
- 对局部于管程的数据进程初始化的语句
- 管程的属性
- 共享性：管程可悲系统范围内的进程互斥访问，属于共享资源
- 安全性：管程的局部变量只能由管程的过程访问
- 互斥性：多个进程对管程的访问是互斥的。任一时刻，管程中只能有一个活跃进程
- 封装性：管程内的数据结构是私有的，只能在管程内使用，管程内的过程也只能使用管程内的数据结构
原子事务
意思，回退就是原子事务/strong>
还是说，不能被中断的操作，是原子事物/strong>- 执行单个逻辑功能的一组指令或操作称为事务
- 由于被终止的事务可能已经改变了它所访问的数据，被终止的程序必须对其所修改的数据不产生任何影响，以便确保原子特性
- 因此被中止的事务所访问的数据状态恢复到事务开始执行之前。
- 基于日志的恢复
- 先记日志后操作
- 事务名称：执行写操作事务的唯一名字
- 数据项名称：所写数据项的唯一名称
- 旧值：
- 新值：
- 检查点
- 由于基于日志的回溯需要检查全部的日志，耗时
- 检查点就等于是，将日志的记录以检查点为界，切分开了
- 回溯时，只需要回溯到对应检查点即可
Linux进程间通信方式
1.管道( pipe )：
- 管道（通常指无名管道）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。
2.有名管道 (named pipe（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。
3.信 量( semophore ) ：
- 信 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。
4.消息队列( message queue ) ：
- 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 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。
5.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。
6.套接字( socket ) ：
- 套解字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。
7.信 ( sinal ) ：
- 信 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。
8.内存映射
线程同步
1.临界区
2. 互斥量
3.信 量
4. 事件
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