面試必考題: 進(jìn)程間、線程間通信的幾種方式和區(qū)別
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來源: blog.csdn.net/liyue98/article/details/80112246
作者: Harry_T
Part1進(jìn)程和線程的區(qū)別:
對(duì)于進(jìn)程來說,子進(jìn)程是父進(jìn)程的復(fù)制品,從父進(jìn)程那里獲得父進(jìn)程的數(shù)據(jù)空間,堆和棧的復(fù)制品。
而線程,相對(duì)于進(jìn)程而言,是一個(gè)更加接近于執(zhí)行體的概念,可以和同進(jìn)程的其他線程之間直接共享數(shù)據(jù),而且擁有自己的棧空間,擁有獨(dú)立序列。
共同點(diǎn):它們都能提高程序的并發(fā)度,提高程序運(yùn)行效率和響應(yīng)時(shí)間。線程和進(jìn)程在使用上各有優(yōu)缺點(diǎn)。線程執(zhí)行開銷比較小,但不利于資源的管理和保護(hù),而進(jìn)程相反。同時(shí),線程適合在SMP機(jī)器上運(yùn)行,而進(jìn)程可以跨機(jī)器遷移。
他們之間根本區(qū)別在于 多進(jìn)程中每個(gè)進(jìn)程有自己的地址空間,線程則共享地址空間。所有其他區(qū)別都是因?yàn)檫@個(gè)區(qū)別產(chǎn)生的。比如說:
速度。線程產(chǎn)生的速度快,通訊快,切換快,因?yàn)樗麄兲幱谕坏刂房臻g。 線程的資源利用率好。 線程使用公共變量或者內(nèi)存的時(shí)候需要同步機(jī)制,但進(jìn)程不用。
而他們通信方式的差異也仍然是由于這個(gè)根本原因造成的。
通信方式之間的差異
因?yàn)槟莻€(gè)根本原因,實(shí)際上只有進(jìn)程間需要通信,同一進(jìn)程的線程共享地址空間,沒有通信的必要,但要做好同步/互斥,保護(hù)共享的全局變量。
而進(jìn)程間通信無論是信號(hào),管道pipe還是共享內(nèi)存都是由操作系統(tǒng)保證的,是系統(tǒng)調(diào)用.
Part2進(jìn)程間的通信方式
管道( pipe ):
管道是一種半雙工的通信方式,數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng),而且只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間使用。進(jìn)程的親緣關(guān)系通常是指父子進(jìn)程關(guān)系。
有名管道 (namedpipe) :
有名管道也是半雙工的通信方式,但是它允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。
信號(hào)量(semophore ) :
信號(hào)量是一個(gè)計(jì)數(shù)器,可以用來控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問。它常作為一種鎖機(jī)制,防止某進(jìn)程正在訪問共享資源時(shí),其他進(jìn)程也訪問該資源。因此,主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程內(nèi)不同線程之間的同步手段。
消息隊(duì)列( messagequeue ) :
消息隊(duì)列是由消息的鏈表,存放在內(nèi)核中并由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)。消息隊(duì)列克服了信號(hào)傳遞信息少、管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點(diǎn)。
信號(hào) (sinal ) :
信號(hào)是一種比較復(fù)雜的通信方式,用于通知接收進(jìn)程某個(gè)事件已經(jīng)發(fā)生。
共享內(nèi)存(shared memory ) :
共享內(nèi)存就是映射一段能被其他進(jìn)程所訪問的內(nèi)存,這段共享內(nèi)存由一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建,但多個(gè)進(jìn)程都可以訪問。共享內(nèi)存是最快的 IPC 方式,它是針對(duì)其他進(jìn)程間通信方式運(yùn)行效率低而專門設(shè)計(jì)的。它往往與其他通信機(jī)制,如信號(hào)兩,配合使用,來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步和通信。
套接字(socket ) :
套接口也是一種進(jìn)程間通信機(jī)制,與其他通信機(jī)制不同的是,它可用于不同設(shè)備及其間的進(jìn)程通信。
Part3線程間的通信方式
鎖機(jī)制:包括互斥鎖、條件變量、讀寫鎖 互斥鎖提供了以排他方式防止數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被并發(fā)修改的方法。
讀寫鎖允許多個(gè)線程同時(shí)讀共享數(shù)據(jù),而對(duì)寫操作是互斥的。
條件變量可以以原子的方式阻塞進(jìn)程,直到某個(gè)特定條件為真為止。對(duì)條件的測(cè)試是在互斥鎖的保護(hù)下進(jìn)行的。條件變量始終與互斥鎖一起使用。
信號(hào)量機(jī)制(Semaphore):
包括無名線程信號(hào)量和命名線程信號(hào)量
信號(hào)機(jī)制(Signal):類似進(jìn)程間的信號(hào)處理
線程間的通信目的主要是用于線程同步,所以線程沒有像進(jìn)程通信中的用于數(shù)據(jù)交換的通信機(jī)制。
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