秋招总结(三)-操作系统归纳

0. 同步/异步、阻塞/非阻塞、并行/并发的关系

1) 同步与异步
同步/异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication) 

• 所谓同步，就是在发出一个调用时，在没有得到结果之前， 该调用就不返回。
• 异步则是相反，调用在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果，通过状态、通知、回调函数等获取结果。

2) 阻塞与非阻塞

阻塞/非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.

• 阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
• 非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。

3) 并行和并发

并发（concurrency）和并行（parallellism）是：

解释一：并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。
解释二：并行是在不同实体上的多个事件，并发是在同一实体上的多个事件。
解释三：在一台处理器上“同时”处理多个任务，在多台处理器上同时处理多个任务。

并发是指一个处理器同时处理多个任务。 
并行是指多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。 
并发是逻辑上的同时发生（simultaneous），而并行是物理上的同时发生。 

作者：萧萧
链接：https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/241673170
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

1.进程和线程的区别

• 根本区别：进程是资源分配最小单位，线程是程序执行的最小单位；

• 开销方面：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。

• 内存方面：进程有自己独立的地址空间，每启动一个进程，系统都会为其分配地址空间，每个进程都有代码段、堆栈段和数据段；线程没有独立的地址空间，同一个进程内的所有线程共享同一个进程的内存空间，它使用相同的地址空间共享数据；

• 所处环境：在操作系统中能同时运行多个进程（程序）；而在同一个进程（程序）中有多个线程同时执行

• 线程之间通信更方便，同一个进程下，线程共享全局变量，静态变量等数据，但多线程程序处理好同步与互斥是个难点；进程之间的通信需要以进程通信的方式（IPC）进行；

• 多进程程序更安全，生命力更强，一个进程死掉不会对另一个进程造成影响（源于有独立的地址空间），多线程程序更不易维护，一个线程死掉，整个进程就死掉了（因为共享地址空间）；

知乎CPU层面的解释

2.线程的五种状态以及转换

• 新建状态(New)：新创建了一个线程对象。
• 就绪状态(Runnable)：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于“可运行线程池”中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。即在就绪状态的进程除CPU之外，其它的运行所需资源都已全部获得。
• 运行状态(Running)：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
• 阻塞状态(Blocked)：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。
• 阻塞的情况分三种：
  • 等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，该线程会释放占用的所有资源，JVM会把该线程放入“等待池”中。进入这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒，
  • 同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入“锁池”中。
  • 其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
• 死亡状态(Dead)：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

3.进程间通信(IPC)

进程同步与进程通信很容易混淆，它们的区别在于：

进程同步：控制多个进程按一定顺序执行；

进程通信：进程间传输信息。

进程通信是一种手段，而进程同步是一种目的。也可以说，为了能够达到进程同步的目的，需要让进程进行通信，传输一些进程同步所需要的信息。

进程间通信方式：

• 无名管道
  • 无名管道是通过调用 pipe 函数创建的ÿ