死锁和进程通信

操作系统

死锁概念

死锁：相互等待其他进程
进程访问资源流程：请求/获取，使用/占用，释放
资源分配图：可重用资源，消费资源
发现死锁必要条件：互斥、持有并等待、非抢占（自愿放弃）、循环等待

死锁处理方法

死锁预防

限制申请方式：互斥、持有并等待、非抢占、循环等待
死锁避免：额外先验信息，需求最大数目，限定提供与分配，动态检查状态
由应用进程处理死锁

死锁检测

允许系统进入死锁状态，维护系统资源分配图，定期调用死锁检测，出现死锁用死锁恢复进行恢复

进程恢复（进程终止）

终止所有
终止一个接一个直至死锁消除
终止顺序是进程优先级，已运行时间和需运行时间
已占用资源
未来需要资源
终止数目
交互还是批处理

系统资源分配安全状态，针对已占用进程，存在安全序列；处于安全序列，一定没有死锁；不安全状态，包含死锁。

资源抢占

选择被抢占进程（最小成本）
进程回退：返回到安全状态
可能出现饥饿

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进程通信概念

进程通信（IPC）：通信和同步，发送、接收
- 间接通信
操作系统消息队列（内核通信），共享消息队列，一对多
- 直接通信
send，receive，自动建立链路，一条链路一对通路，每对进程一个链路，单向/双向

阻塞（同步）和非阻塞（异步）
通信链路缓冲：0容量，有限容量，无限容量。

信号和管道

信号Signal

软中断处理：接收处理（捕获，忽略，屏蔽），信号量小，快速响应

管道pipe

内存文件通信（子进程继承文件描述符）：read，write，pipe

消息队列和共享内存

消息队列

内核维护的字节序列通信
Message Queues：
msgget、msgsnd、msgrcv、msgctl

共享内存

同一块内存映射到多个进程地址空间：进程、线程
同步机制协调数据访问：信号量等
shmget、shmat、shmdt、shmctl