进程通信

互斥：一个进程占用资源，其他进程不能使用这个资源，则资源的使用是互斥的。
死锁：多个进程各占用部分资源，形成循环等待
饥饿：其他进程可能轮流占用资源，一个进程一直得不到资源
临界区：进程中访问临界资源的一段需要互斥执行的代码，任何时刻只允许一个进程在该区域执行。

信号量

• 是OS提供的一种协调共享资源访问的方法；
• OS是管理者，地位高于进程，当OS执行它的代码时，优先级高于进程中的用户代码，所以可以保证不受应用进程的干扰，进而可以保证该操作的原子性；
• 用信号量表示系统资源的数量。
• 由一个整型（sem）变量和两个原子操作组成
  • p（）操作申请资源时使用，当申请资源时将计数减1；如果申请资源时sem<0，则进入等待，否则继续
  • V（）操作释放资源，将计数加1，如果sem小于等于0，则唤醒一个等待进程
  • p操作可能阻塞，v按照不会阻塞

生产者消费者问题：

• 任何时刻只能有一个线程操作缓冲区
• 缓冲区空时，消费者必须等待生产者
• 缓冲区满时，生产者必须等待消费者
• 生产者检查是否有空缓冲区
• 消费者检查是否缓冲区有数据
  

管程

• 管程是一种用于多线程互斥访问共享资源的程序结构
  • 正在管程中的线程可临时放弃管程的互斥访问，等待事件出现时恢复

哲学家就餐问题
读者写者问题

死锁

出现死锁的必要条件：

• 资源互斥：任何时刻只能有一个进程使用一个资源实例
• 持有并等待：进程保持至少一个资源，并正在等待获取其他进程持有的资源
• 非抢占：资源只能在进程使用后自动释放
• 循环等待：存在等待进程集合（p0、p1、。。。、pn）
  • p0等待p1占用的资源、p1等待p2占用的资源、。。。Pn等待p0占用的资源

破坏上述任何一个条件可以进行死锁预防。

• 互斥：把互斥的共享资源封装成可同时访问
• 持有并等待：进程请求资源时，要求它不持有任何其他资源；仅允许进程在开始执行时，一次请求所有需要的资源，导致资源利用率低。
• 非抢占：如果进程请求不能立即分配的资源，则释放已占有资源；只有在能够同时获得所需资源时，才执行分配操作。
• 循环等待：对资源排序，要求进程按顺序请求资源

死锁避免：利用额外的先验信息，在分配资源时判断是否会出现死锁，只在不会死锁时分配资源。

• 要求进程声明需要资源的最大数目
• 限定提供与分配的资源数量，确保满足进程的最大需求
• 动态检查资源分配状态，确保不会出现循环等待

银行家算法
死锁检测、死锁恢复

进程通信

信号、管道、消息队列、共享内存

共享内存