[操作系统] 进程和线程

看到百度面试题有道进程和线程的区别，什么是线程安全？于是就想借此机会把进程线程的知识扫了。

一、进程基本概念

1. OS引入进程的概念是为了支持程序的并发执行（在未配置OS的系统中，程序是顺序执行的）。

2. 创建进程及进程控制块PCB

PCB记录了OS所需的、用于描述进程的当前情况及控制进程运行的全部信息[1]。这是教科书版的概念。

当系统创建一个新进程时，就为它建立了一个PCB，进程结束后又回收其PCB，进程于是随之消亡。Windows用CreateProcess创建进程，创建进程后，系统将创建一个进程内核对象（PCB）。然后系统为新进程创建一个线程内核对象。这个主线程执行c /c++运行时启动例程，它由链接器设为应用程序入口，最终调用WinMain或main。。然后系统为新进程创建一个线程内核对象。这个主线程执行c /c++运行时启动例程，它由链接器设为应用程序入口，最终调用WinMain或main。

PCB常被访问，于是常驻内存，系统将所有的PCB组织成若干个链表（或队列），存放在操作系统中专门开辟的PCB区。

PCB中有如下一些信息：

（1）进程标识符；

（2）处理机状态；

实际上是寄存器的信息：通用寄存器，指令寄存器，程序状态字PSW，用户栈指针。

（3）进程调试信息；

（4）进程控制信息。

二、进程的同步

首先区别进程同步和线程同步，线程是进程的更小的CPU分配单位，所以在某种意义上，进程同步与线程同步是一回事（除当同步线程在同一进程中）。

1. 互斥量；

2. 信息量；

利用PV原子操作操作临界资源S。wait使S=S-1，signal使S=S+1。信号使用不当会导致死锁。

三、进程间通信

实际上，进程的同步是“低级”的进程间通信，因为交换的数据少。

1. 共享存储器系统

2. 消息传递系统

3. 管道系统

4. Windows下的同步

Windows下可以使用共享内存，命名管道，WinSock，Mailslot通信，也可以使用COM/DCOM/RPC。

（1）共享内存

Windows下使用共享内存涉及到的Win32 API：

CreateFileMapping();
MapViewOfFile();
UnMapViewOfFile();
CloseHandle();

四、线程的基本概念

为什么要引入线程呢？由于系统在创建进程时，必须为它为本除处理机外的所有资源，故而进程的创建，撤消及切换都需较大代价。于是，提出线程，作为更小的实体。

参考：

1. 《计算机操作系统》

2. http://www.codeproject.com/Articles/13724/Windows-IPC