内容来自GreenPills的github笔记，补充记录
1.并发和并行
- 并发指的是宏观上在一段时间内可以同时运行多个程序，但是微观上俩个程序的命令是交织进行的，不能提高计算机性能，只能提高效率
- 并行则是指同一时刻运行多个指令，比如借助多核CPU。
2.死锁的条件和解决办法
死锁发生要满足四个条件：
· 互斥条件 某个资源在一段时间内只能由一个进程占有。只有在该进程主动释放它后，其它进程才能主动释放它。比如打印机。
- 不可抢占条件 **进程所获得的资源在未使用完毕之前，资源申请者不可以强行从资源占有者手中夺取资源，只能由资源占有者进程自行释放。
- 占有且申请条件 进程至少已经占有一个资源，但又申请新的资源 由于该资源已被其他进程占有，此时进程阻塞，但是仍然占用资源。（不是一次全申请完，申请了会占用）
- 循环等待条件 **存在一个进程等待的序列，{P1,P2...Pn},其中P1等待P2所占用的某个资源，然后P2等待P3占用的某个资源，最后Pn等待P1占用的某个资源，形成一个进程循环等待的环。
预防：预防是保证系统不进入死锁状态的策略。
对四个条件的破坏，互斥条件不能破坏（没用）
- 破坏不可抢占条件，即可抢占式，要求申请失败的进程释放自己占有的资源给别人用。
- 破坏占有且申请条件。 直接申请自己所需要的所有资源。问题是（1.不可预知自己需要什么资源，2、资源利用率很低，长期占有自己可能不用的资源）
- 破坏循环等待条件。
避免 死锁的避免是指不限制进程有关申请资源的命令，对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源分配。（不破坏条件，对申请情况进行检查，可以就分配）比如说银行家算法。进程申请资源时候，先试探分配给该进程，然后根据安全性算法判断分配后地系统是不是处于安全状态，不安全就继续等待。
判定安全状态：已分配资源、还需要的资源、可用的资源、finish判定符。
3.进程
程序运行的实例，是程序向操作系统申请资源（比如内存空间）的基本单位。是该程序的可执行机器码在内存的拷贝。
- 进程可能的状态有：新生（进程产生），运行态（正在运行），等待态（也叫阻塞，等待某个事情发生，比如等待用户输入），就绪态（排版中，等待CPU），结束（完成运行）。
- 私有和共享的资源：私有（地址空间、堆、全局变量、栈、及寄存器），共享（代码段、公共数据、进程目录，进程ID）
进程间通信
【1】管道（pipe）：管道有俩种，它是标准的输入输出链接起来的一系列过程，一个进程的输出作为下一个进程的输入。
- 无名管道：构建一个匿名管道，在进程中打开俩个打开的新的文件描述符：一个只读端和一个只写端。它是一种半双工的同学方式，只可以在具有亲缘关系的进程中去使用（比如说父子进程，兄弟进程） 调用的int pipe(int fd[2])，fd[0]为了读打开，fd[1]为了写打开，关闭只需要把这俩个文件描述符关掉。
- 有名管道。调用时表现为输入或输出文件。命名管道时一个设备文件，存在在文件系统中，类似io进程利用文件传输数据，所以即使不存在亲缘关系，只要能访问路径，就可以通过有名管道相互同学，也是半双工的，但是运行没有亲缘关系进程的通信。
优缺点：无名管道（优点：简单方便，缺点：单向通信，需要亲缘关系，缓冲区有限），有名管道（有点：实现任意关系的进程间通信，缺点：长期存在于系统中，使用不当容易出错）
【2】信号量（也叫信号标），可以看作一种具有原子操作（不可以中断的操作，要么做了要么没做）的计数器，用于保持在0到指定最大值之间的一个计数值。用来控制多个进程对共享资源的访问，通常来描述临界资源（公用的设备，或者是存储器）的数目， 当作锁（lock）来使用，防止一个进程访问另一个进程正在使用的资源。实现互斥和同步的操作。提供一种机制：让一个临界区同一个时刻只能有一个进程（执行流）来访问它。
- 临界区：一段代码 再这段代码中，进程将访问临界资源，当有进程进入临界区时，其他进程必须等待，有一些同步机制必须再临界区段进入点和离开点实现，确保这些共用资源被互斥所获得。
- 原理： 1、测试控制该资源的信号量，2、如果是正的，则进程可以用该资源，然后进程把信号量减1，表示有一个资源被使用了。3、如果信号量为0，该进程进入休眠状态，知道信号量大于0，则进程唤醒，重新去使用进行第一步。4、当进程不在使用一个信号控制的共享资源，就把信号量增加1。如果有休眠进程，就唤醒。（信号量操作应是原子操作，所以通常再内核中实现）
【3】信号（signal），是一种异步的通知机制，用来提醒进程一个事情已经发生。一个信号发送给进程时，所有非原子操作会被中断，如果进程定义了信号的处理函数，就会执行，否则就执行默认的处理函数。
【4】消息队列：是一种进程间通信或者是同一个进程中，不同线程间的通信方式，提供异步的通信协议，每一个队列中包含详细说明的数据，包含发生的时间，输入设备的种类，以及特定的输入参数。
特点：1、异步、允许接收者再消息放松很长时间后再取回消息。2、接收者必须轮询消息队列，才能收到最近的消息、3、信息复制需要消耗额外的cpu时间。
【5】内存共享 进程间通信最快的方式，共享内存所有进程都可以访问，所以需要加锁。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，多个进程都可以访问。（优点：无需复制、快捷，信号量大，缺点：利用内存缓存区来交换信息，不方面网络通信，只能再同一个计算机系统中的诸多进程共享）
【6】套接字 socket，以ip地址和通信端口组成套接字地址。完成连线后，可以用于不同主机之间的进程通信。
4.线程
线程是操作系统能进行运算调度的最小单位，被包含在进程汇总，是进程的实际运作单元。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制六。一个进程可以并发多个线程，每条线程并发执行不同任务。是独立调度和分派的基本单位。
同一进程的多条线程共享进程全部的系统资源（比如说虚拟地址空间，文件描述符）但同一个进程中的多个线程有各自的调用栈，自己的寄存器环境，自己的线程本地存储。
- 状态：新建（new，创建线程但是没有开始允许线程中的代码。）、就绪状态（创建线程资源，start）、运行态（获得cpu资源，线程开始运行）、阻塞状态（线程未结束，但是出让cpu）、死亡态（线程结束，正常退出结束，或者是异常死亡）
线程间的通信
【1】锁。包括互斥锁（mutex，以排他的方式，防止数据结构被并发修改，当资源占用，申请者进入睡眠状态）、读写锁（允许多个线程同时读共享数据，但互斥锁）、自旋锁（类似互斥锁，为了保护共享资源，循环检测保持者是否释放锁。）、条件变量（以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真，和互斥锁一起使用，对条件的测试是在互斥锁保护下进行的）。
【2】信号量
【3】信号
5、进程线程异同
- 进程是向操作系统申请资源的最小单位，线程是cpu调度和分派的最小单位。
- 一个进程至少有一个线程，可以有多个线程，线程依赖进程存在，一个线程只能属于一个进程。
- 进程有自己独立的内存单元，多个线程共享进程的内存，一个进程中所有的线程都共享该进程的全部系统资源（全局变量，静态变量，对存储，代码和常量）、每个线程有自己的栈段，存放局部面两和临时变量。
- 系统开销上，创建和撤销进程都需要去分配回收资源（启动一个进程，系统需要给他分配地址空间，建立数据表维护代码段、堆栈段、数据段。）开销比线程大，进程切换时，还要保存当前进程的cpu环境，设置新调度的进程cpu环境。而线程只需要保存和设置一些寄存器的内同，所以切换上进程的开销也比线程大。
- 线程间通信比较容易（有相同地址空间，共享全局变量，静态变量等数据），进程间通信比较难。多线程程序考虑如何处理好同步和互斥。
- 多进程程序更加健壮，因为多线程程序一个进程挂掉，整个进程就挂掉了，但进程挂掉不会对另一个进程有影响（不同地址空间）