关于进程和线程的几个问题

1、简述Linux进程内存空间分为哪几个段？作用分别是什么？

Linux中的进程包含3个段，分别为“数据段”、“代码段”和“堆栈段”。
“数据段”存放的是全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间；
“代码段”存放的是程序代码的数据。
“堆栈段”存放的是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量等。

 

2. 如何查看进程的信息（线程数）：

使用ps -elf查看所有的进程， 使用ps -elf | grep xxx可以详细查看名为xxx的进程。

 

3.进程间通信方式有哪些？

   以及在什么情况下用什么通信方式？优缺点：

进程间通信方式有管道、信号量、信号、消息队列、共享内存、套接字六种。
（1）管道分为有名管道和无名管道，其中无名管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用，一般用于两个不同进程之间的通信。有名管道也是一种半双工的通信方式，但它允许无亲缘关系进程间的通信。
（2）信号量是一个计数器，可以用来控制多个线程对共享资源的访问，它不是用于交换大批数据，而用于多线程之间的同步。他常作为一种锁机制。因此，主要作为进程间以及同一个进程内不同线程之间的同步手段。
（3）信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个时间已经发生。
（4）消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，消息队列克服了信号传递信息少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等特点。
（5）共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。他往往与其他通信机制，如信号量配合使用，来实现进程间的同步和通信。
（6）套接字可用于不同进程间的进程通信。

 

4.进程同步的几种方法？

临界区、互斥区、事件、信号量四种方式。

 

5. 进程死锁产生的原因及四个必要条件

产生死锁的原因主要是：
　　（1） 因为系统资源不足。
　　（2） 进程运行推进的顺序不合适。
　　（3） 资源分配不当等。
　　如果系统资源充足，进程的资源请求都能够得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次，进程运行推进顺序与速度不同，也可能产生死锁。
　　产生死锁的四个必要条件：
　　（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
　　（2） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
　　（3） 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
　　（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

 

6.什么是守护进程，什么是僵尸进程？
僵尸进程：
一个进程结束了，但是他的父进程没有等待(调用wait / waitpid)他， 那么他将变成一个僵尸进程。
守护进程：
子进程未结束，父进程结束，子进程由init 进程接管，子进程可作为守护进程。

 

7.解释一下进程同步和进程互斥的区别？

相互合作的两个进程之间需要在某个（些）确定点协调它们的工作，一个进程到达了该点后，除非另一进程已经完成了某些操作，否则就不得不停下来，等待这些操作的完成。这就是进程间的同步。
两个进程由于不能同时使用同一临界资源，只能在一个进程使用完了，另一进程才能使用，这种现象称为进程间的互斥。①同步的主要特征是：一个进程在某一点上等待另一进程提供信息，两进程之间存在直接制约关系，其表现形式为进程—进程。②互斥的主要特征是争用资源，两进程间存在间接制约关系，其表现形式是进程—资源—进程。

 

8.进程与线程之间有何区别？

1.定义
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

2.关系
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.
相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。

3.区别
进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。
1)简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
2)线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。
3)另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。
4)线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
5)从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。
4.优缺点
线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。同时，线程适合于在SMP机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。

 

9. 线程同步有哪些方法？

一、互斥锁(mutex)

互斥锁和读写锁：
提供对临界资源的保护，当多线程试图访问临界资源时，都必须通过获取锁的方式来访问临界资源。（临界资源：是被多线程共享的资源）当读写线程获取锁的频率
差别不大时，一般采用互斥锁，如果读线程访问临界资源的频率大于写线程，这个时候采用读写锁较为合适，读写锁允许多个读线程同时访问临界资源，读写线程必
须互斥访问临界资源。读写锁的实现采用了互斥锁，所以在读写次数差不多的情况下采用读写锁性能没有直接采用互斥锁来的高。

初始化锁;
静态分配;
动态分配;
加锁,对共享资源的访问，要对互斥量进行加锁，如果互斥量已经上了锁，调用线程会阻塞，直到互斥量被解锁;
解锁;
销毁锁。

二、条件变量(cond)

条件变量：提供线程之间的一种通知机制，当某一条件满足时，线程A可以通知阻塞在条件变量上的线程B，B所期望的条件已经满足，可以解除在条件变量上的阻塞操作，继续做其他事情。

初始化条件变量;
静态态初始化;
动态初始化;
等待条件成立,释放锁,同时阻塞等待条件变量为真才行;
激活条件变量;
清除条件变量。

三、信号量(sem)

信号量：提供对临界资源的安全分配。如果存在多份临界资源，在多个线程争抢临界资源的情况下，向线程提供安全分配临界资源的方法。如果临界资源的数量为1，将退化为锁。

信号量初始化;
等待信号量;
释放信号量;
销毁信号量。

 

10.当父进程在子进程之前终止会发生什么？
  如果父进程退出而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程就会变成称为孤儿进程。孤儿进程最终将被init进程（1号进程）所收养，并由init进程完成对它们的状态收集工作。