操作系统学习之进程线程

定义：

　　进程：cpu分配资源的最小单位

　　线程：程序运行的最小单位

 

为什么需要进程和线程：

　　一个进程对应一个打开的应用程序，操作系统可以同时运行多个应用程序，但是要保证 每个应用程序都是独立的单元，进程本质上是一个独立的内存空间 执行环境加上下文

　　在应用程序内部 经常会遇到阻塞的情况，这个时候给用户的体验就不好，加入多线程，使得耗时任务可以放到后台线程里面做

 

多进程 多线程管理：

　　竞争问题：多个进程或线程访问共享资源下导致的竞争问题。

　　临界区：代码中 关于访问共享资源部分的代码

　　原因：cpu会在多个进程之间切换，如果A进程访问了某个共享资源，正在修改中，突然被切到另外一个进程，如果这个进程也修改了这个共享资源，这就会导致冲突

　　解决：

　　　　peterson算法： 缺点：需要忙等待

　　　　　　在考虑peterson算法的时候，必须加入时间的考虑，peterson算法的核心在于这句话：

　　　　　　while( share == threadId && own[other] == TURE )

　　　　　　这句话的意思是说，如果本函数是运行在本进程内部，而且其他的进程还在临界区，就一直while。

 

　　　　信号量：假设存在两个共享资源，和3个并发线程，那么 我们必须想到一种办法 使得可以允许两个线程并发，如果超过2个 就等待，这就是信号量的作用，

　　　　信号量机制：假设信号量是2，那么首先进来一个线程，信号量-1，然后再进来一个线程，信号量-1，此时 信号量是0，当再进来一个线程的时候，这个线程必须等待，直到有一个线程出去，并把信号量+1，这个时候 之前等待的那个线程就可以进去了。

　　　　　　

　　　　互斥锁：互斥锁的作用是对临界区加以保护，以使任意时刻只有一个线程能够执行临界区的代码。实现了多线程之间的互斥
　　　　互斥锁的实现：
　　　　　　借助于硬件级别的原子操作

　　　　互斥锁导致的问题：
　　　　　　死锁：
　　　　　　　　假设A线程持有锁a，B线程持有锁b，而线程访问临界区的条件时同时具有锁a和锁b，现在A线程处于休眠状态，他等待B线程离开锁b，然后将自己唤醒吗，同样 B线程也处于休眠状态，他等待A线程离开锁a将自己唤醒。

　　　　自旋锁：B线程看到A线程使用了锁之后，B线程是将自己挂起还是一直等待A线程释放锁？如果挂起的话 将消耗线程切换的性能，如果一直等到的话，需要不断的询问锁是否开了，消耗cpu性能，自旋锁 就是这种 通过不断询问锁是否开的一种操作。

 

　　　　条件锁
　　　　读写锁
　　　　　　http://www.cocoachina.com/articles/22402

 

　　　　管程
　　　　　　https://blog.csdn.net/chthq/article/details/7881117

 

　　　　c# 多线程编程
　　　　　　开启多个线程可以充分利用cpu, 将阻塞式运算放到其他线程 使得主线程一直相应用户是常见的设计，因为多线程的存在，使得线程之间的管理变得复杂，常见的问题有：
　　　　　　　　资源竞争：一个资源在一个时刻应该只允许一个线程操作，否则会造成混乱
　　　　　　　　资源互斥：通过互斥，实现避免资源竞争
　　　　　　　　条件管理：有的线程具有先后顺序，或者说必须满足某个条件才会执行
　　　　　　　　读写问题：读可以多个线程，但是写只允许一个线程

　　　　　　因为上述种种问题，衍生出：信号量，互斥锁，条件锁。读写锁等多种用于协调管理线程的锁工具。

　　　　　　因为锁的管理特别麻烦，有时候 会产生死锁的问题，于是 出现了管程 一种易于书写的方式