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进程,线程通信与同步
阅读量:5138 次
发布时间:2019-06-13

本文共 2252 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

1.0 Linux进程间通讯

  1. 管道/FIFO:管道中还有命名管道和非命名管道(即匿名管道)之分,非命名管道(即匿名管道)只能用于父子进程通讯,命名管道可用于非父子进程,命名管道就是FIFO,管道是先进先出的通讯方式    
  2. 消息队列:消息队列是用于两个进程之间的通讯,首先在一个进程中创建一个消息队列,然后再往消息队列中写数据,而另一个进程则从那个消息队列中取数据. 需要注意的是,消息队列是用创建文件的方式建立的,如果一个进程向某个消息队列中写入了数据之后,另一个进程并没有取出数据,即使向消息队列中写数据的进程已经结束,保存在消息队列中的数据并没有消失,也就是说下次再从这个消息队列读数据的时候,就是上次的数据!!!!    
  3. 信号量:信号量,它与WINDOWS下的信号量是一样的,所以就不用多说了    
  4. 共享内存:共享内存,类似于WINDOWS下的DLL中的共享变量,但LINUX下的共享内存区不需要像DLL这样的东西,只要首先创建一个共享内存区,其它进程按照一定的步骤就能访问到这个共享内存区中的数据,当然可读可写   
  5. 信号:signal
  6. 套接字socket

IPC比较

1.管道:速度慢,容量有限,只有父子进程能通讯    

2.FIFO:任何进程间都能通讯,但速度慢    

3.消息队列:容量受到系统限制,且要注意第一次读的时候,要考虑上一次没有读完数据的问题

4.信号量:不能传递复杂消息,只能用来同步    

5.共享内存:能够很容易控制容量,速度快,但要保持同步,比如一个进程在写的时候,另一个进程要注意读写的问题,相当于线程中的线程安全(全局变量和静态变量引起),当然,共享内存区同样可以用作线程间通讯,不过没这个必要,线程间本来就已经共享了同一进程内的一块内存

2.0 线程同步方法

  • 临界区:通过对多线程串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数据访问
  • 互斥量:为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的.
  • 信号量:为控制一个具有有限数量用户资源而设计.
  • 事件对象:用来通知线程有一些事件已发生,从而启动后继任务的开始.

1、  事件对象(Event)

用事件(Event)来同步线程是最具弹性的了. 一个事件有两种状态:激发状态和未激发状态. 也称有信号状态和无信号状态. 事件又分两种类型:手动重置事件和自动重置事件. 手动重置事件被设置为激发状态后,会唤醒所有等待的线程,而且一直保持为激发状态,直到程序重新把它设置为未激发状态. 自动重置事件被设置为激发状态后,会唤醒“一个”等待中的线程,然后自动恢复为未激发状态. 所以用自动重置事件来同步两个线程比较理想.

2、  临界区(Critical Section)

使用临界区域的第一个忠告就是不要长时间锁住一份资源. 但进入临界区后必须尽快地离开,释放资源. 如果不释放的话,会如何?答案是不会怎样. 临界区域的一个缺点就是:Critical Section不是一个核心对象,无法获知进入临界区的线程是生是死,如果进入临界区的线程挂了,没有释放临界资源,系统无法获知,而且没有办法释放该临界资源. 这个缺点在互斥器(Mutex)中得到了弥补.

3、  互斥量(Mutex)

互斥器的功能和临界区域很相似. 区别是:Mutex所花费的时间比Critical Section多的多,但是Mutex是核心对象(Event、Semaphore也是),可以跨进程使用,而且等待一个被锁住的Mutex可以设定TIMEOUT,不会像Critical Section那样无法得知临界区域的情况,而一直死等.

4、  信号量(Semaphore)

信号量是最具历史的同步机制. 信号量是解决producer/consumer问题的关键要素.

3.0线程通信

1.全局变量

进程中的线程间内存共享,这是比较常用的通信方式和交互方式.

注:定义全局变量时最好使用volatile来定义,以防编译器对此变量进行优化.  

2.Message消息机制

常用的Message通信的接口主要有两个:PostMessage和PostThreadMessage,

PostMessage为线程向主窗口发送消息. 而PostThreadMessage是任意两个线程之间的通信接口.

3.事件对象(CEvent对象)

4.0同步与互斥比较

  • 所谓同步,是指散步在不同进程之间的若干程序片断,它们的运行必须严格按照规定的某种先后次序来运行,这种先后次序依赖于要完成的特定的任务.
  • 所谓互斥,是指散布在不同进程之间的若干程序片断,当某个进程运行其中一个程序片段时,其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段,只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行

5.0 死锁

产生死锁的原因

(1)竞争资源
(2)进程推进顺序不当

产生死锁的必要条件

(1)互斥条件:一个资源在一段时间内只能被一个进程所使用,具有排它性. 

(2)请求和保持:一个进程在请求新资源而阻塞时,对已获得资源又保持不放. 
(3)不剥夺: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.

(4)环路等待: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{P1,P2,...,Pn}中的P1正在等待P2占用的资源,P2正在等待P3占用的资源,...,Pn正在等待P1占用的资源. 

转载于:https://www.cnblogs.com/wangkangluo1/archive/2012/05/14/2498785.html

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