操作系统高频知识

目录

一、线程与进程的区别

区别：

二、多进程和多线程区别

三、进程与程序的区别

三、死锁

1、是什么

2、产生的原因

3、产生的必要条件（4个）

4、如何预防

5、如何避免

6、如何检测

7、如何解除

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一、线程与进程的区别

1、线程：进程中的一个执行任务（控制单元），负责当前进程中程序的执行。

2、进程：一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程至少有一个线程，一个进程可以运行多个线程，多个线程可共享数据。

区别：

1、根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是任务调度和执行的基本单位

2、资源开销：每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销小。总结：进程资源开销＞线程资源开销

3、内存分配：同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的。

4、影响关系：一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。

5、执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行，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，两者均可并发执行。

二、多进程和多线程区别

多进程：操作系统中同时运行的多个程序

多线程：在同一个进程中同时运行的多个任务

三、进程与程序的区别

进程与程序最大的区别就在于进程是动态的，同一个静态的程序可以对应多个不同的动态进程。例如：同一个QQ程序可以形成多个动态的QQ进程

三、死锁

1、是什么

多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进，程序没有办法进行正常终止

2、产生的原因

（1）竞争不可剥夺资源

（2）竞争临时资源，通常消息通信顺序进行不当，则会产生死锁

（3）进程推进顺序不合法：进程P1 P2此时各自获得资源A B，但是，P1需要得到B后再释放资源，P2需要得到A后再释放资源，此时系统不安全。如果再进行推进，就会死锁

【拓】资源的分类：①可剥夺资源：当一个进程获得资源后，该资源可被其他进程或者系统剥夺   ②不可剥夺资源：当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，③临时资源：包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等

3、产生的必要条件（4个）

（1）互斥使用：二者只能有一个使用资源

（2）不可抢占资源：进程已获得的资源在未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放

（3）占有且等待：当进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放

（4）循环等待：进程一等待进程二占有的资源，进程一等待进程二占有的资源，这样形成一个环路

死锁只有这4个条件都满足时才发生

4、如何预防

关键：破坏任意一个必要条件即可

破坏互斥使用：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了。（一般不会对互斥使用进行破坏，因为某些资源只能一个进程使用，其他进程不能使用，例如打印机。所以会对其他3个条件进行破坏。）

破坏占有且等待：每个进程一次性申请所有需要的资源，如果无法获取所有资源，就等待；如果可以获取所有资源就继续执行任务

破坏不可抢占资源：当某个进程拿到一部分资源，想要申请其他资源时，如果申请不到则主动释放原占有的所有资源

破坏循环等待：给每个资源都标记一个序号，按序申请，先申请资源序号小的在申请资源序号大的，这样线性化申请资源就不会出现循环等待的问题

5、如何避免

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6、如何检测

为每个进程和每个资源指定一个唯一的序号，然后建立资源分配表和进程等待表

7、如何解除

（1）剥夺资源：从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程，以解除死锁状态

（2）撤消进程：可以直接撤消死锁进程或撤消代价最小的进程，直至有足够的资源可用，死锁状态消除为止。所谓代价是指优先级、运行代价、进程的重要性和价值等