以前一直想找个机会总结一下进程和线程的通信机制但由于
以前一直想找个机会总结一下进程和线程的通信机制，但由于技术和平台的局限性，一直没有找准切入点。由于马上要毕业了，对自己技术的总结和梳理的前提下写了本篇文章，如有错误之处，敬请拍砖和指教。
操作系统的主要任务是管理计算机的软件、硬件资源。现代操作系统的主要特点是多用户和多任务，也就是程序的并行执行，windows如此linux也是如此。所以操作系统就借助于进程来管理计算机的软、硬件资源，支持多任务的并行执行。要并行执行就需要多进程、多线程。因此多进程和多线程间为了完成一定的任务，就需要进行一定的通信。而线程间通信又和进程间的通信不同。由于进程的数据空间相对独立而线程是共享数据空间的，彼此通信机制也很不同。
线程间通信：由于多线程共享地址空间和数据空间，所以多个线程间的通信是一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用，而不必通过操作系统（也就是内核的调度）。
进程间的通信则不同，它的数据空间的独立性决定了它的通信相对比较复杂，需要通过操作系统。以前进程间的通信只能是单机版的，现在操作系统都继承了基于套接字（socket）的进程间的通信机制。这样进程间的通信就不局限于单台计算机了，实现了网络通信。
进程的通信机制主要有：管道、有名管道、消息队列、信号量、共享空间、信号、套接字。
管道：它传递数据是单向性的，只能从一方流向另一方，也就是一种半双工的通信方式；只用于有亲缘关系的进程间的通信，亲缘关系也就是父子进程或兄弟进程；没有名字并且大小受限，传输的是无格式的流，所以两进程通信时必须约定好数据通信的格式。管道它就像一个特殊的文件，但这个文件之存在于内存中，在创建管道时，系统为管道分配了一个页面作为数据缓冲区，进程对这个数据缓冲区进行读写，以此来完成通信。其中一个进程只能读一个只能写，所以叫半双工通信，为什么一个只能读一个只能写呢?因为写进程是在缓冲区的末尾写入，读进程是在缓冲区的头部读取，他们各自的数据结构不同，所以功能不同。
有名管道：看见这个名字就能知道个大概了，它于管道的不同的是它有名字了。这就不同与管道只能在具有亲缘关系的进程间通信了。它提供了一个路径名与之关联，有了自己的传输格式。有名管道和管道的不同之处还有一点是,有名管道是个设备文件，存储在文件系统中，没有亲缘关系的进程也可以访问，但是它要按照先进先出的原则读取数据。同样也是单双工的。
消息队列：是存放在内核中的消息链表，每个消息队列由消息队列标识符标识，于管道不同的是，消息队列存放在内核中，只有在内核重启时才能删除一个消息队列，内核重启也就是系统重启，同样消息队列的大小也是受限制的。
信号量：也可以说是一个计数器，常用来处理进程或线程同步的问题，特别是对临界资源的访问同步问题。临界资源：为某一时刻只能由一个进程或线程操作的资源，当信号量的值大于或等于0时，表示可以供并发进程访问的临界资源数，当小于0时，表示正在等待使用临界资源的进程数。更重要的是，信号量的值仅能由PV操作来改变。
共享内存：就是分配一块能被其他进程访问的内存。共享内存可以说是最有用的进程间通信方式，也是最快的IPC形式。首先说下在使用共享内存区前，必须通过系统函数将其附加到进程的地址空间或说为映射到进程空间。两个不同进程A、B共享内存的意思是，同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新，反之亦然。由于多个进程共享同一块内存区域，必然需要某种同步机制，互斥锁和信号量都可以。采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据[1]：一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存区到输出文件。实际上，进程之间在共享内存时，并不总是读写少量数据后就解除映射，有新的通信时，再重新建立共享内存区域。而是保持共享区域，直到通信完毕为止，这样，数据内容一直保存在共享内存中，并没有写回文件。共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回文件的。因此，采用共享内存的通信方式效率是非常高的。
信号：信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，可以看作是异步通知，通知接收信号的进程有哪些事情发生了。信号机制经过POSIX实时扩展后，功能更加强大，除了基本通知功能外，还可以传递附加信息。信号事件的发生有两个来源：硬件来源(比如我们按下了键盘或者其它硬件故障)；软件来源。信号分为可靠信号和不可靠信号，实时信号和非实时信号。进程有三种方式响应信号1.忽略信号2.捕捉信号 3.执行缺省操作。
套接字：这一块在网络编程那一块讲的很多，在此就不在说拉。
对于进程的学习只是皮毛，望高手指点！
基于嵌入式Linux多线程聊天系统的设计与实现
基于嵌入式Linux多线程聊天系统的设计与实现 学生姓名王宣达 学号 S2******* 所在系（院）电子信息工程系 专业名称电路与系统年级 2009级 2011年8月3日
中文摘要
外文摘要
目录 1．引言 (1) 2．Linux多线程聊天系统的设计思想 (3) 2.1 聊天系统中服务器的设计思想 (3) 2.2 聊天系统中客户端的设计思想 (3) 3. Linux多线程聊天系统的实现过程 (5) 3.1 多线程聊天系统中服务器端的实现过程 (5) 3.2 多线程聊天系统中客户端的实现过程 (7) 4.Linux多线程系统设计中出现的问题和解决的方法 (12) 4.1 多线程中资源的释放问题 (12) 4.2 (12) 参考文献 (12)
1．引言 在80年代中期，线程技术就应用到了操作系统中，那时在一个进程中只允许有一个线程，这样多线程就意味着多进程，虽然实现了多任务，但是资源消耗还是非常可观的。而到现在，多线程技术已经被许多操作系统所支持，有Windows/NT，还有Linux。 多线程和进程相比有两点优势： 1.它是一种消耗资源非常少的多任务操作方式。在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种消耗非常大的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，这样创建一个线程所占用的空间远远小于创建一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。当然，随着系统的不同，这个差距也不不同。 2.线程间比进程间的通信机制更为便利。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，这时就要用到互斥锁机制来保证线程间的同步。 所以在本文的多线程聊天程序的设计中，采用多线程的方式设计系统更为适宜。其中，系统中用到的操作主要是：线程操作，设置互斥锁。其中，线程操作包括：线程创建，退出，。设置互斥锁包括：创建互斥锁，加锁和解锁。 但是，要实现网络聊天，系统中还要用到linux下的网络编程。 Linux下的网络编程通过socket接口实现。socket 是一种特殊的I/O，可以实现网络上的通信机制。Socket也是一种文件描述符。它具有一个类似于打开文件的函数调用Socket()，该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。常用的Socket
Linux进程间通信(2)实验报告
实验六：Linux进程间通信（2）（4课时） 实验目的： 理解进程通信原理；掌握进程中信号量、共享内存、消息队列相关的函数的使用。实验原理： Linux下进程通信相关函数除上次实验所用的几个还有： 信号量 信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。要调用的第一个函数是semget，用以获得一个信号量ID。 int semget(key_t key, int nsems, int flag); key是IPC结构的关键字，flag将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新集合（一般在服务器中），则必须指定nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。 semctl函数用来对信号量进行操作。 int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg); 不同的操作是通过cmd参数来实现的，在头文件sem.h中定义了7种不同的操作，实际编程时可以参照使用。 semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops); semoparray是一个指针，它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。 ftok原型如下： key_t ftok( char * fname, int id ) fname就是指定的文件名(该文件必须是存在而且可以访问的)，id是子序号，虽然为int，但是只有8个比特被使用(0-255)。 当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则-1 被返回。 共享内存 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行读写。首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。 #include
进程与线程的区别 进程的通信方式 线程的通信方式
进程与线程的区别进程的通信方式线 程的通信方式 进程与线程的区别进程的通信方式线程的通信方式2011-03-15 01：04 进程与线程的区别： 通俗的解释 一个系统运行着很多进程，可以比喻为一条马路上有很多马车 不同的进程可以理解为不同的马车 而同一辆马车可以有很多匹马来拉--这些马就是线程 假设道路的宽度恰好可以通过一辆马车 道路可以认为是临界资源 那么马车成为分配资源的最小单位(进程) 而同一个马车被很多匹马驱动(线程)--即最小的运行单位 每辆马车马匹数=1 所以马匹数=1的时候进程和线程没有严格界限，只存在一个概念上的区分度 马匹数1的时候才可以严格区分进程和线程 专业的解释： 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.
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。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。 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。 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。 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. 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 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。如果有兴趣深入的话，我建议你们看看《现代操作系统》或者 《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。 +++ 进程概念
线程实现邮箱通信-实验报告
进程通信实验报告 一、实验名称：进程通信 二、实验目的：掌握用邮箱方式进行进程通信的方法，并通过设计实现简单邮箱理解进程通信中的同步问题以及解决该问题的方法。 三、实验原理：邮箱机制类似于日常使用的信箱。对于用户而言使用起来比较方便，用户只需使用send （）向对方邮箱发邮件 receive （）从自己邮箱取邮件， send （）和 receive （）的内部操作用户无需关心。因为邮箱在内存中实现，其空间有大小限制。其实send （）和 receive （）的内部实现主要还是要解决生产者与消费者问题。 四、实验内容：进程通信的邮箱方式由操作系统提供形如send （）和receive （）的系统调用来支持，本实验要求学生首先查找资料了解所选用操作系统平台上用于进程通信的系统调用具体形式，然后使用该系统调用编写程序进行进程间的通信，要求程序运行结果可以直观地体现在界面上。在此基础上查找所选用操作系统平台上支持信号量机制的系统调用具体形式，运用生产者与消费者模型设计实现一个简单的信箱，该信箱需要有创建、发信、收信、撤销等函数，至少能够支持两个进程互相交换信息，比较自己实现的信箱与操作系统本身提供的信箱，分析两者之间存在的异同。 五、背景知识介绍： 1、sembuf 数据结构 struct sembuf { unsigned short int sem_num; //semaphore number short int sem_op; //semaphore operation short int sem_flg; //operation flag }; sem_num ：操作信号在信号集中的编号，第一个信号的编号是0。 进程A 进程B 信箱A 信箱B Send() Send() receive() receive()
基于linux的socket多线程通信
1、网络中进程之间如何通信？ 本地的进程间通信（IPC）有很多种方式，但可以总结为下面4类： ?消息传递（管道、FIFO、消息队列） ?同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录 锁、信号量） ?共享内存（匿名的和具名的） ?远程过程调用（Solaris门和Sun RPC） 但这些都不是本文的主题！我们要讨论的是网络中进程之间如何通信？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的―ip地址‖可以唯一标识网络中的主机，而传输层的―协议+端口‖可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。 使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI（已经被淘汰），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说―一切皆socket‖。 2、什么是Socket？ 上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的，那什么是socket呢？socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是―一切皆文件‖，都可以用―打开open –> 读写write/read –> 关闭close‖模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现，socket 即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭），这些函数我们在后面进行介绍。 socket一词的起源 在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的，撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载，Croker写道：―命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端，而一个连接可完全由一对套接字接口规定。‖计算机历史博物馆补充道：―这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。‖ 3、socket的基本操作 既然socket是―open—write/read—close‖模式的一种实现，那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例，介绍几个基本的socket接口函数。 3.1、socket()函数 int socket(int domain, int type, int protocol); socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字，而socket()用于创建一个socket描述符（socket descriptor），它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样，后续的操作都有用到它，把它作为参数，通过它来进行一些读写操作。 正如可以给fopen的传入不同参数值，以打开不同的文件。创建socket的时候，也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符，socket 函数的三个参数分别为：
操作系统第二章进程和线程复习题
第二章练习题 一、单项选择题 1．某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据，此时该进程的状态将（ C ）。 A. 从就绪变为运行； B．从运行变为就绪； C．从运行变为阻塞； D．从阻塞变为就绪 2．进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（ D ）。 A.可以有多个进程控制块； B.可以和其他进程共用一个进程控制块； C.可以没有进程控制块； D.只能有惟一的进程控制块。 3．临界区是指并发进程中访问共享变量的（D）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数 据 D、程序 4. 当__ B__时，进程从执行状态转变为就绪状态。 A. 进程被调度程序选中 B. 时间片到 C. 等待某一事件 D. 等待的事件发生 5. 信箱通信是一种（ B ）通信方式。 A. 直接通信 B. 高级通信 C. 低级通信 D. 信号量 6. 原语是（B）。
A、一条机器指令 B、若干条机器指令组成 C、一条特定指令 D、中途能打断的指令 7. 进程和程序的一个本质区别是（A）。 A．前者为动态的，后者为静态的； B．前者存储在内存，后者存储在外存； C．前者在一个文件中，后者在多个文件中； D．前者分时使用CPU,后者独占CPU。 8. 任何两个并发进程之间存在着（D）的关系。 A．各自完全独立B．拥有共享变量 C．必须互斥D．可能相互制约 9. 进程从运行态变为等待态可能由于（B ）。 A．执行了V操作 B．执行了P操作 C．时间片用完 D．有高优先级进程就绪 10. 用PV操作管理互斥使用的资源时，信号量的初值应定义为（B）。 A．任意整数 B．1 C．0 D．-1 11. 现有n个具有相关临界区的并发进程，如果某进程调用P操作后变为等待状态，则调用P操作时信号量的值必定为（A）。 A．≤0 B．1 C．n-1 D．n
查看程序的进程和线程实验报告
查看程序的进程和线程实验报告 篇一：程序实验2：11-多线程编程---实验报告 程序实验二：11-多线程编程实验 专业班级实验日期 5.21 姓名学号实验一（p284：11-thread.c） 1、软件功能描述 创建3个线程，让3个线程重用同一个执行函数，每个线程都有5次循环，可以看成5个小任务，每次循环之间会有随即等待时间（1-10s）意义在于模拟每个任务到达的时间是随机的没有任何的特定规律。 2、程序流程设计 3．部分程序代码注释(关键函数或代码) #include #include #include #define T_NUMBER 3 #define P_NUMBER 5 #define TIME 10.0
void *thrd_func(void *arg ) { (本文来自：https://www.360docs.net/doc/ee16367564.html, 小草范文网:查看程序的进程和线程实验报告) int thrd_num=(int)arg; int delay_time =0; int count =0; printf("Thread %d is staraing\n",thrd_num); for(count=0;count { delay_time =(int)(rand()*TIME/(RAND_MAX))+1; sleep(delay_time); printf("\tTH%d:job%d delay =%d\n",thrd_num,count,delay_time); } printf("%d finished\n",thrd_num); pthread_exit(NULL); } int main()
linux进程线程管理实验报告
linux进程线程管理实验报告
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西安郵電學院 操作系统LINUX实验报告 题目1：进程______ 题目2：线程管理__ 题目3：互斥_____系部名称：计算机学院 专业名称：软件工程 班级：0802 学号：04085048 学生姓名：郭爽乐 时间：2010-10-31
实验一: 进程管理 一．实验目的 通过观察、分析实验现象，深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点， 掌握在POSIX 规范中fork和kill系统调用的功能和使用。 二．实验要求 2.1 实验环境要求 1. 硬件 (1) 主机：Pentium III 以上； (2) 内存：128MB 以上； (3) 显示器：VGA 或更高； (4) 硬盘空间：至少100MB 以上剩余空间。 2. 软件 Linux 操作系统，内核2.4.26 以上，预装有X-Window 、vi、gcc、gdb 和任意web 浏览器。 2.2 实验前的准备工作 学习man 命令的用法，通过它查看fork 和kill 系统调用的在线帮助，并阅读参 考资料，学会fork 与kill 的用法。 复习C 语言的相关内容。 三、实验内容 3.1 补充POSIX 下进程控制的残缺版实验程序 3.2回答下列问题： 1. 你最初认为运行结果会怎么样？ 2. 实际的结果什么样？有什么特点？试对产生该现象的原因进行分析。 3. proc_number 这个全局变量在各个子进程里的值相同吗？为什么？ 4. kill 命令在程序中使用了几次？每次的作用是什么？执行后的现象是什么？ 5. 使用kill 命令可以在进程的外部杀死进程。进程怎样能主动退出？这两种退出方式哪种更好一些？ 四、实验结果 4.1 补充完全的源程序 #include
进程间通信实验报告
进程间通信实验报告 班级：10网工三班学生姓名：谢昊天学号：1215134046 实验目的和要求： Linux系统的进程通信机构 (IPC) 允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通讯机制及信息量机制。 实验内容与分析设计： （1）消息的创建，发送和接收。 ①使用系统调用msgget (), msgsnd (), msgrev (), 及msgctl () 编制一长度为1k 的消息的发送和接收程序。 ②观察上面的程序，说明控制消息队列系统调用msgctl () 在此起什么作用？ （2）共享存储区的创建、附接和段接。 使用系统调用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),编制一个与上述功能相同的程序。（3）比较上述（1），（2）两种消息通信机制中数据传输的时间。 实验步骤与调试过程： 1.消息的创建，发送和接收： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)在SERVER端建立一个Key为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息，则作为结束信号，取消该队列，并退出SERVER 。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。 (3)CLIENT端使用Key为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息，然后退出。最后的一个消息，既是 SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。 (4)父进程在 SERVER和 CLIENT均退出后结束。 2.共享存储区的创建,附接和断接： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1。作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER 每接收到一次数据后显示”(server)received”. (3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时, Server端空闲,可发送请求. CLIENT 随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后, CLIENT退出. CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”. (4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 实验结果： 1．消息的创建，发送和接收： 由 Client 发送两条消息，然后Server接收一条消息。此后Client Server交替发送和接收消息。最后一次接收两条消息。Client 和Server 分别发送和接收了10条消息。message 的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象。在多次send message 后才 receive message.这一点有助于理解消息转送的实现机理。
任务、进程和线程的区别
任务、进程和线程的区别 推荐 摘： 任务（task）是最抽象的,是一个一般性的术语,指由软件完成的一个活动。一个任务既可以是一个进程,也可以是一个线程。简而言之,它指的是一系列共同达到某一目的的操作。例如,读取数据并将数据放入内存中。这个任务可以作为一个进程来实现,也可以作为一个线程（或作为一个中断任务）来实现。 进程（process）常常被定义为程序的执行。可以把一个进程看成是一个独立的程序,在内存中有其完备的数据空间和代码空间。一个进程所拥有的数据和变量只属于它自己。 线程（thread）则是某一进程中一路单独运行的程序。也就是说,线程存在于进程之中。一个进程由一个或多个线程构成,各线程共享相同的代码和全局数据,但各有其自己的堆栈。由于堆栈是每个线程一个,所以局部变量对每一线程来说是私有的。由于所有线程共享同样的代码和全局数据,它们比进程更紧密,比单独的进程间更趋向于相互作用,线程间的相互作用更容易些,因为它们本身就有某些供通信用的共享内存：进程的全局数据。 一个进程和一个线程最显著的区别是：线程有自己的全局数据。线程存在于进程中,因此一个进程的全局变量由所有的线程共享。由于线程共享同样的系统区域,操作系统分配给一个进程的资源对该进程的所有线程都是可用的,正如全局数据可供所有线程使用一样。 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。线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。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。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。从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，由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。 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。 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。 进程概念
操作系统之进程(生产者_消费者)实验报告
操作系统实验报告 ——生产者和消费者问题 姓名：学号：班级： 一、实验内容 1、模拟操作系统中进程同步和互斥； 2、实现生产者和消费者问题的算法实现； 二、实验目的 1、熟悉临界资源、信号量及PV操作的定义与物理意义； 2、了解进程通信的方法； 3、掌握进程互斥与进程同步的相关知识； 4、掌握用信号量机制解决进程之间的同步与互斥问题； 5、实现生产者－消费者问题，深刻理解进程同步问题； 三、实验题目 在Windows操作系统下用C语言实现经典同步问题：生产者—消费者，具体要求如下： (1)一个大小为10的缓冲区，初始状态为空。 (2)2个生产者，随机等待一段时间，往缓冲区中添加数据，若 缓冲区已满，等待消费者取走数据之后再添加，重复10次。 (3)2个消费者，随机等待一段时间，从缓冲区中读取数据，若 缓冲区为空，等待生产者添加数据之后再读取，重复10次。 四、思想 本实验的主要目的是模拟操作系统中进程同步和互斥。在系统进程并发执行异步推进的过程中，由于资源共享和进程间合作而造成进程间相互制约。进程间的相互制约有两种不同的方式。 （1）间接制约。这是由于多个进程共享同一资源（如CPU、共享
输入/输出设备）而引起的，即共享资源的多个进程因系统协调使用资源而相互制约。 （2）直接制约。只是由于进程合作中各个进程为完成同一任务而造成的，即并发进程各自的执行结果互为对方的执行条件，从而限制各个进程的执行速度。 生产者和消费者是经典的进程同步问题，在这个问题中，生产者不断的向缓冲区中写入数据，而消费者则从缓冲区中读取数据。生产者进程和消费者对缓冲区的操作是互斥，即当前只能有一个进程对这个缓冲区进行操作，生产者进入操作缓冲区之前，先要看缓冲区是否已满，如果缓冲区已满，则它必须等待消费者进程将数据取出才能写入数据，同样的，消费者进程从缓冲区读取数据之前，也要判断缓冲区是否为空，如果为空，则必须等待生产者进程写入数据才能读取数据。 在本实验中，进程之间要进行通信来操作同一缓冲区。一般来说，进程间的通信根据通信内容可以划分为两种：即控制信息的传送与大批量数据传送。有时，也把进程间控制在本实验中，进程之间要进行通信来操作同一缓冲区。一般来说，进程间的通信根据通信内容可以划分为两种：即控制信息的传送与大批量数据传送。有时，也把进程间控制信息的交换称为低级通信，而把进程间大批量数据的交换称为高级通信。 目前，计算机系统中用得比较普遍的高级通信机制可分为3大类：共享存储器系统、消息传递系统及管道通信系统。 ?共享存储器系统 共享存储器系统为了传送大量数据，在存储器中划出一块共享存储区，诸进程可通过对共享存储区进行读数据或写数据以实现通信。
进程同步实验报告
实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法； 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序，用系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。程序的输出是什么？分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码，查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API，简要解释例程中用到的系统功能或API的用法，并编辑、编译、运行程序，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释。 4、（选做）修改问题2的代码，使得父子按顺序显示字符“a”；“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 （1）创建两个子进程：（2）售票系统：
（3）管道通信： 先创建子进程，然后对内容加锁，将输出语句存入缓存，并让子进程自己进入睡眠，等待别的进程将其唤醒，最后解锁；第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 （4）修改程序（1）：在子进程的输出语句前加上sleep()语句，即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 （1）创建两个子进程：fork() （2）售票系统：DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)（sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒）; WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); （3）管道通信：pipe(fd)，fd: int fd[2]，其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符（读、写）; lockf( fd，function，byte)（fd: 文件描述符；function: 1: 锁定 0:解锁；byte: 锁定的字节数，0: 从当前位置到文件尾）; write(fd，buf，byte)、read(fd，buf，byte) （fd: 文件描述符；buf : 信息传送的源（目标）地址；byte: 传送的字节数）; sleep(5); exit(0); read(fd[0]，s，50) （4）修改程序（1）：fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）创建两个子进程：
VC++之线程和进程之用剪贴板实现进程间通信
一、创建对话框应用程序工程 二、编辑对话框资源 控件ID及标题 IDD_THREAD_DIALOG 用剪贴板实现进程间通信 IDC_STATIC 进程1发送数据：IDC_EDIT_SEND IDC_STATIC 进程2接收数据：IDC_EDIT_REC IDC_SEND 发送 IDC_REC 接收 三、添加消息响应函数
四、于“ThreadDlg.cpp”文件内添加消息响应函数代码 void CThreadDlg::OnRec() { // TODO: Add your control notification handler code here if(OpenClipboard()) { if(IsClipboardFormatAvailable(CF_TEXT)) { HANDLE clipboard; char* buf; clipboard=GetClipboardData(CF_TEXT); buf=(char*)GlobalLock(clipboard); GlobalUnlock(clipboard); SetDlgItemText(IDC_EDIT_REC,buf); CloseClipboard(); } } } void CThreadDlg::OnSend() { // TODO: Add your control notification handler code here if(OpenClipboard()) //打开剪贴板 {
CString str; HANDLE clipboard; char * buf; EmptyClipboard(); //清空剪贴板 GetDlgItemText(IDC_EDIT_SEND,str); clipboard=GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE,str.GetLength()+1); buf=(char*)GlobalLock(clipboard); //空字符作文本数据结尾，多分配一个字节 strcpy(buf,str); GlobalUnlock(clipboard); SetClipboardData(CF_TEXT,clipboard); CloseClipboard(); } } 五、编译 六、运行 七、函数说明 1、SetClipboardData()函数声明 HANDLE SetClipboardData( UINT nFormat, //剪贴板格式 HANDLE hMen //特定格式之数据句柄 ) 功能：以特定剪贴板格式复制数据到剪贴板。函数调用成功，返回数据句柄；失败，返回NULL，可用GetLastError()函数获取详细错误信息。 2、GetClipboardData()函数声明 HANDLE GetClipboardData( UINT uFormat //剪贴板模式 ) 功能：以特定模式获取剪贴板信息。函数调用成功，返回非零值；失败，返回零。 3、GlobalLock()函数声明 LPVOID GlobalLock(
操作系统进程创建及通信实验报告
武汉工程大学计算机科学与工程学院 《操作系统》实验报告[Ⅰ]
一、实验目的 创建进程，实现进程消息通信和共享内存通信，了解进程的创建、退出和获取进程信。了解什么是映像文件、管道通信及其作用，掌握通过内存映像文件和管道技术实现进程通信。 二、实验内容 本例用三种方法实现进程通信，仅用于示例目的，没有进行功能优化。 1、创建进程A和B后，在进程A中输入一些字符，点“利用 SendMessage发送消息”按钮可将消息发到进程B。 2、在进程A中输入一些字符，点“写数据到内存映像文件”按钮， 然后在进程B中点“从内存映像文件读数据”按钮可收到消息。其中在点“写数据到内存映像文件”时，要求创建映像文件，B进程在印象文件中读取数据。 3、先在进程B中点“创建管道并接收数据”按钮，然后在进程A 中输入一些字符，点“写数据到管道文件”按钮可将消息发到进程B。管道是连接读/写进程使他们进行通信的一个共享文件，目的是更好地实现进程间的通信。 三、实验思想 这次试验最主要的内容和核心思想就是学会创建进程并实现进程间的简单通信、创建映像文件和创建管道文件来通信，后两者是实现进程通信的高级通信机制中的两种。. 创建一个程序A和程序B，其中程序A和B各有一个主窗体，A主窗体上要求可以实现创建进程B（即调用函数B）、结束进程B、关闭进程A、向进程B发送数据、创建映像文件、创建管道文件等功能，进程B要求有从映像文件读取数据、创建管道并接收数据、结束进程B功能。最终让A、B进程相互通信。
四、设计分析： 首先设得设计A、B两个程序的操作界面，然后编写各个功能模块。对于A 程序窗体，在“利用SendMessage发送消息”按钮的消息响应函数中，主要是利用Windows API函数CWnd::FindWindow来找到接收消息的窗体，即进程B，找到进程B后，利用这个函数返回的窗体指针的SendMessage函数来发送消息。在“写数据到内存印象文件”按钮的消息响应函数中，主要是利用函数CreateFileMapping来创建一个印象文件，这个函数返回的是这个印象文件的句柄，然后将这个句柄和要发送的消息字符串传递到函数sprintf中，就可以所要发送的消息写入印象文件，在B程序窗体中有个“从内存印象文件读数据”按钮，在这个按钮的消息响应函数中读取父进程所创建的印象文件中的数据就可以实现通信了。在B程序窗体按钮“写数据到管道文件”的消息响应函数中，不能直接将要发送的消息发送到管道文件，因为管道必须先由子进程通过函数CreateNamedPipe创建，只有待子进程创建好管道后父进程才能根据管道创建管道文件，将消息写入管道文件并及时发送给子进程。而且这个管道只能使用一次，即每次发送完消息后那个管道不能在使用了，必须再由子进程创建一个管道，A 进程才能再次创建管道文件并向其中写入消息。这个程序也不一定要MFC实现，还可以用其他的技术和语言实现，比如说Java、VB等，外表构架可以不一样，但核心技术都是一样的，只是不同的调用形式和调用方法，比如说在VB中，实现进程间的一般通信就是使用动态数据交换ＤＤＥ，实现起来就比较简单，但是要创建映像文件和管道文件就比较繁琐，可以根据不同的需求采用不同的语言。 五、程序部分源代码： 1.“利用SendMessage发送消息”按钮中的主要代码 //找到接收消息的窗口(窗口名为Receiver) CString str="进程B"; CWnd *pWnd=CWnd::FindWindow(NULL,str); if(pWnd) { COPYDATASTRUCT buf; char * s=new char[m_Msg1.GetLength()]; //m_Msg1为CString类型的变量 s=m_Msg1.GetBuffer(0);
进程和线程的选择
鱼还是熊掌：浅谈多进程多线程的选择 关于多进程和多线程，教科书上最经典的一句话是“进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位”，这句话应付考试基本上够了，但如果在工作中遇到类似的选择问题，那就没有这么简单了，选的不好，会让你深受其害。 经常在网络上看到有的XDJM问“多进程好还是多线程好？”、“Linux下用多进程还是多线程？”等等期望一劳永逸的问题，我只能说：没有最好，只有更好。根据实际情况来判断，哪个更加合适就是哪个好。 我们按照多个不同的维度，来看看多线程和多进程的对比（注：因为是感性的比较，因此都是相对的，不是说一个好得不得了，另外一个差的无法忍受） 看起来比较简单，优势对比上是“线程 3.5 v 2.5 进程”，我们只管选线程就是了？ 呵呵，有这么简单我就不用在这里浪费口舌了，还是那句话，没有绝对的好与坏，只有哪个更加合适的问题。我们来看实际应用中究竟如何判断更加合适。 1）需要频繁创建销毁的优先用线程 原因请看上面的对比。 这种原则最常见的应用就是Web服务器了，来一个连接建立一个线程，断了就销毁线程，要是用进程，创建和销毁的代价是很难承受的
2）需要进行大量计算的优先使用线程 所谓大量计算，当然就是要耗费很多CPU，切换频繁了，这种情况下线程是最合适的。 这种原则最常见的是图像处理、算法处理。 3）强相关的处理用线程，弱相关的处理用进程 什么叫强相关、弱相关？理论上很难定义，给个简单的例子就明白了。 一般的Server需要完成如下任务：消息收发、消息处理。“消息收发”和“消息处理”就是弱相关的任务，而“消息处理”里面可能又分为“消息解码”、“业务处理”，这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此“消息收发”和“消息处理”可以分进程设计，“消息解码”、“业务处理”可以分线程设计。 当然这种划分方式不是一成不变的，也可以根据实际情况进行调整。 4）可能要扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程 原因请看上面对比。 5）都满足需求的情况下，用你最熟悉、最拿手的方式 至于“数据共享、同步”、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍，我只能说：没有明确的选择方法。但我可以告诉你一个选择原则：如果多进程和多线程都能够满足要求，那么选择你最熟悉、最拿手的那个。 需要提醒的是：虽然我给了这么多的选择原则，但实际应用中基本上都是“进程+线程”的结合方式，千万不要真的陷入一种非此即彼的误区。
进程线程通信及同步方法总结
Linux系统中的进程间通信方式主要以下几种: 同一主机上的进程通信方式 * UNIX进程间通信方式: 包括管道(PIPE), 有名管道(FIFO), 和信号(Signal) * System V进程通信方式：包括信号量(Semaphore), 消息队列(Message Queue), 和共享内存(Shared Memory) 网络主机间的进程通信方式 * RPC: Remote Procedure Call 远程过程调用 * Socket: 当前最流行的网络通信方式, 基于TCP/IP协议的通信方式. 各自的特点如下: ?管道(PIPE)：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(父子进程)的进程间使用。另外管道传送的是无格式的字节流，并且管道缓冲区的大小是有限的（管道缓冲区存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小）。 ?有名管道(FIFO)：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。 ?信号(Signal)：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。 ?信号量(Semaphore)：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。 ?消息队列(Message Queue)：消息队列是由消息的链表，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缺点。 ?共享内存(Shared Memory )：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。共享内存是最快的IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它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。 ?套接字(Socket)：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同主机间的进程通信。 Linux系统中的线程间通信方式主要以下几种: * 锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁 互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。 读写锁允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。 条件变量可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。 * 信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量 * 信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理 线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。
进程控制与进程间通信操作系统实验报告
工程大学实验报告 专业班级：姓名：学号： 课程名称：操作系统 实验成绩：指导教师：蔡敦波 实验名称：进程控制与进程间通信 一、实验目的： 1、掌握进程的概念，明确进程和程序的区别。 2、认识和了解并发执行的实质。 3、了解什么是信号。 4、熟悉LINUX系统中进程之间软中断通信的基本原理。 二、实验内容： 1、进程的创建（必做题） 编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每个进程在屏幕上显示一个字符；父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 <参考程序>
运行的结果是bca. 首先创建进程p1,向子进程返回0,输出b.又创建进程p2,向子进程返回0，输出c,同时向父进程返回子进程的pid，输出a 2、修改已编写的程序，将每个进程的输出由单个字符改为一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析其原因。（必做题） <参考程序> # include
运行的结果是如上图所示. 首先创建进程p1,向子进程返回0,并for语句循环输出child +i字符串.又创建进程p2,向子进程返回0，输出字符串son+i,同时向父进程返回子进程的pid，输出字符串duaghter +i ,各打印5次。