并发与并行、进程与线程、死锁

一、 并发与并行

1、并发:指宏观上看起来两个程序在同时运行,比如说在单核cpu上得多任务。但从微观得角度上看两个程序得指令是交织着运行得,你的指令中穿插着我的指令,我的指令中穿插着你的,在单个周期内只运行一个指令。这种并发并不能提高计算机得性能,只能提高效率。
2、并行:指严格物理意义上的同时运行,比如多核cpu,两个程序运行在两个核上,两者之间互不影响,单个周期内每个程序都运行自己的指令,也就是运行了两条指令。这样说来并行的确提高了计算机得效率,所以现在得cpu都是往多核方面发展。

二、 进程与线程得区别

1、 进程是CPU资源分配得最小单位,线程是CPU调度得最小单位。
2、 进程是独立得系统资源,而进程内得线程共享进程得大部分系统资源,包括堆、代码段、数据段,每个线程只拥有一些在运行上必不可少得私有属性,比如tcb,线程ID,栈,寄存器。
3、一个进程崩溃,不会对其他得进程产生影响;而线程得崩溃,会让同一进程内得其他线程也死掉。
4、进程在创建、切换和销毁时开销比较大,而线程比较小。进程创建时需要分配系统资源,而销毁时候需要释放系统资源。进程切换需要分两步:切换页目录、刷新TLB以使用新的地址空间;切换内核栈和硬件上下文(寄存器);而同一进程得线程间得逻辑地址空间是一样的,不需要切换页目录、刷新TLB。
5、 进程间通信比较复杂、而同一进程得线程由于共享代码段和数据段,所以通信比较容易。

三、 死锁发生得条件以及如何解决死锁

死锁是指两个或两个以上得进程在执行过程中,因争夺资源而造成得相互等待得现象。死锁发生得四个必要条件:
1、 互斥条件: 进程对所分配得资源不允许其他进程访问资源,只能等待,直至占有该资源得进程使用完成后释放掉资源;
2、 请求和保持条件: 进程获得一定的资源后,又对其他得资源发出请求,但是该资源可能被其他得进程占有,此时请求阻塞,但该进程不会释放自己已经占有得资源。
3、 不可剥夺条件: 进程已获得资源,在未使用完成之前,不可被剥夺,只能在使用后自己释放。
4、 环路等待条件: 进程发生死锁后,必然存在一个进程-资源之间得环形链。
解决死锁的方法即破坏上述四个条件之一,主要方法如下:
1、 资源统一分配,从而剥夺请求和保持条件。
2、 可剥夺资源:即当前进程新的资源未得到满足时,释放已占有的资源,从而破坏不可剥夺的条件。
3、 资源有序分配法: 系统给每类资源赋予了一个序号,每个进程按编号递增的请求资源,释放则相反,从而破坏环路等待条件。

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