UNIX系统编程复习笔记 一

2016.12.5 DAGE

a.操作系统

是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。

操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序的运行，改善人机界面，为其他的应用软件提供支持，是计算机的系统资源最大限度的发挥作用等。操作系统管理者计算机硬件资源，同时按照应用程序的资源需求，进行分配资源。

资源管理，程序控制，人机交互。

处理器管理、存储器管理、文件关系、设备管理。*

b.进程

• 1.定义：
  进程是计算机已运行程序的实体。
  程序只是指令的集合，并没有占用CPU资源，但是进程是正在运行的程序。程序与进程是多对多的关系(可以多个用户运行同一个程序)

• 2.进程的状态:
  执行、就绪、阻塞、创建、结束。 前三个是基本状态。可以相互转换。
  执行-就绪：时间片轮转，当前系统分配给的时间片结束，CPU去执行优先级更高地进程。

  进程与程序：
  1>.进程是程序及数据在计算机上一次运行活动，是一个动态概念。进程的运行实体是程序，进程是由程序、数据和进程控制块(PCB)三部分组成
  2>.进程是程序的执行过程，它是动态的创建与消亡的，具有一定的生命周期。
  3>.一个进程可以执行一个或几个程序，一个程序也可以构成多个进程，进程可以创建进程，程序不可能形成新的程序。
  4>.进程与程序的组成不同。进程的组成由上面那三个块组成。

  创建新进程时会创建新的地址空间，子进程是父进程的复制品，在fork后子进程获得父进程的数据空间、堆和栈的复制品。而创建的多个线程之间共同使用父进程的地址空间。
  PS:这儿复制了父进程的堆和栈的复制品，也会复制父进程的输出缓冲区。

c.线程

1.定义：

是程序执行流的最小单位。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针PC，寄存器集合和堆栈组成。

线程是进程的一个实体，是被系统分配和调度的基本单位，线程自己不拥有系统资源。只拥有一点在运行时必不可少的资源，但它可和同属于同一进程的其他线程共享进程所拥有的的资源。

2.多线程

线程之间共享的进程环境：进程代码段，进程的共有数据(全局变量等)，线程打开的文件描述符、信号处理器等

而每个线程自己的个性为：
线程ID
寄存器组的值
线程的堆栈(而同属于同一个进程的所有线程共享一个堆)
错误返回码
线程的优先级

进程和线程之间的区别：

• 1.调度：
  进程是拥有资源的基本单位，线程是独立调度的基本单位。
  进程只作为除CPU以外系统资源的分配单元，线程则作为处理器的分配单元。
• 2.拥有资源：
  拥有资源在定义第二行。
• 3.并发性：
  进程可以并发进行并且同一进程的多个线程也可以并发进行。
• 4.系统开销：
  创建和撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，因此操作系统的开销远大于创建或撤销线程的开销。
  并且，进程的切换涉及当前执行CPU环境的保存以及新调度CPU环境的设置，而线程切换只需要保存和设置少量寄存器内容，开销小。
  同一进程的多线程共享进程的地址空间，所以多个线程之间的同步与通信比较容易实现。
• 5.地址空间与其他资源(如打开的文件)：
  进程的地址空间相互独立，同一进程的各线程之间共享进程的资源，某进程内的线程对其他进程不可见。
• 6.通信：
  进程之间的通信需要接祖操作系统，而线程之间可以直接读写数据段进行通信，比如全局变量。