Linux进程通信和线程通信
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,parent 进程 和 child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
1.1 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。
1.2 读写锁:允许多个线程同时读共享数据,而对写操作互斥。
1.3 条件变量:可以以原子的方式阻塞进程,直到某个特定条件为真为止。对条件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,所以线程没有象进程通信中用于数据交换的通信机制。
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