操作系统-Linux命令

操作系统

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操作系统_Linux命令

操作系统

1. 进程与线程的区别

进程：指系统正在运行的一个应用程序；程序一旦运行就是进程；进程是系统资源分

配的最小单位。

线程：线程是操作系统调度的最小单元。进程是系统执行的最小单位。一个进程在其

执行的过程中可以产生多个线程。

线程是进程的一个实体，比进程更小的独立运行基本单位。

一个程序下至少有一个进程，一个进程下至少有一个线程，一个进程下也可以有多个

线程来增加程序的执行速度。

进程和进程之间的资源无法共享，线程和线程之间的资源可以共享。

2. 进程间的通信方式

管道有名管道信号量消息队列共享内存套接字

管道：一个管道只能一个进程写，另一个进程读。一个进程写完后，另一个进程才能

读。效率低。

信号量：计数器，信号量用于实现进程间的互斥与同步

消息队列：往消息队列写入数据就可以正常返回，效率高。

共享内存：指两个或多个进程共享一个给定的存储区。

3. 线程间的通信方式

全局变量

消息队列

4. 线程同步的方式

线程同步是两个或多个共享关键资源的线程的并发执行。应该同步线程以避免关键的

资源使用冲突。操作系统一般有下面三种线程同步的方式：

● 互斥量(Mutex)：采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资

源的权限。因为互斥对象只有一个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问。

比如 Java 中的 synchronized 关键词和各种 Lock 都是这种机制。

● 信号量(Semaphore) ：它允许同一时刻多个线程访问同一资源，但是需要控制同

一时刻访问此资源的最大线程数量。

● 事件(Event) :Wait/Notify：通过通知操作的方式来保持多线程同步，还可以方便

的实现多线程优先级的比较操作。

5. 线程的状态

NEW 新建状态：线程被创建出来但没有被调用 start()。

RUNNABLE 就绪(可运行状态)：线程被调用了 start()，等待运行的状态。

Running：运行状态，就绪状态的线程被 cpu 调度后，执行程序代码

BLOCKED 阻塞状态：需要等待锁释放。

WAITING 持续等待状态：表示该线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或

中断）。如通过 wait()方法进行等待的线程等待一个 notify()或者 notifyAll()方法，通

过 join()方法进行等待的线程等待目标线程运行结束而唤醒。

TIMED_WAITING 超时等待状态：可以在指定的时间后自行返回而不是像 WAITING

那样一直等待。如 sleep(3000)方法。

TERMINATED 终止状态：表示该线程已经运行完毕。

6. 进程的调度方法

为了确定首先执行哪个进程以及最后执行哪个进程以实现最大 CPU 利用率，计算机

科学家已经定义了一些算法，它们是：

● 先到先服务(FCFS)调度算法 : 从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程为之

分配资源，使它立即执行并一直执行到完成或发生某事件而被阻塞放弃占用 CPU 时再

重新调度。

● 短作业优先(SJF)的调度算法 : 从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程为

之分配资源，使它立即执行并一直执行到完成或发生某事件而被阻塞放弃占用 CPU 时

再重新调度。

● 时间片轮转调度算法 : 时间片轮转调度是一种最古老，最简单，最公平且使用最广

的算法，又称 RR(Round robin)调度。每个进程被分配一个时间段，称作它的时间片，

即该进程允许运行的时间。

● 多级反馈队列调度算法：前面介绍的几种进程调度的算法都有一定的局限性。如

短进程优先的调度算法，仅照顾了短进程而忽略了长进程。多级反馈队列调度算法既

能使高优先级的作业得到响应又能使短作业（进程）迅速完成。，因而它是目前被公

认的一种较好的进程调度算法，UNIX 操作系统采取的便是这种调度算法。

● 优先级调度：为每个流程分配优先级，首先执行具有最高优先级的进程，依此类

推。具有相同优先级的进程以 FCFS 方式执行。可以根据内存要求，时间要求或任何

其他资源要求来确定优先级。

7. 多进程和多线程的区别

进程是程序在计算机上的一次执行活动，即正在运行中的应用程序，通常称为进程。

每个进程都有自己独立的地址空间(内存空间)，每当用户启动一个进程时，操作系统

就会为该进程分配一个独立的内存空间，让应用程序在这个独立的内存空间中运行。

在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态，

这便是多进程，也称多任务。现代的操作系统几乎都是多任务操作系统，能够同时管

理多个进程的运行。

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