rCore Ch7~8笔记
进程间通信IPC
IPC的目标：多进程协作完成复杂应用需求
- 功能模块化
- 程序之间可以相对隔离
- 多个程序的合作可完成复杂的事情
进程间通信的定义：各进程之间通过数据交换（共享或传递）进行交互的行为 进程通信的方式 直接通信：两个进程间不需要通过内核的中转，就可以相互传递信息 间接通信：两个进程间通过系统调用和内核的中转，来相互传递消息
信号处理过程
并发
线程
线程是进程的一部分，描述指令流执行状态。它是进程中的指令执行流的基本单元，是CPU调度的基本单位。 为什么要线程
- 并行实体（多个顺序控制流）共享同一个地址空间和所有可用数据
- 访问数据和共享资源方便
- 切换控制流轻量
- 管理不同控制流便捷
进程vs线程
- 进程是资源（包括内存、打开的文件等）分配的单位，线程是 CPU 调度的单位；
- 进程拥有一个完整的资源平台，而线程只独享必不可少的资源，如寄存器和栈；
- 线程同样具有就绪、阻塞、执行三种基本状态，同样具有状态之间的转换关系；
- 线程能减少并发执行的时间和空间开销；
- 一个进程中可以同时存在多个线程；
- 各个线程之间可以并发执行；
- 各个线程之间可以共享地址空间和文件等资源；
- 当进程中的一个线程崩溃时，会导致其所属进程的所有线程崩溃（这里是针对 C/C++ 语言，Java语言中的线程崩溃不会造成进程崩溃）。
线程的不足 大规模并发I/O操作场景下
- 大量线程占内存总量大
- 管理线程程开销大
- 创建/删除/切换
- 访问共享数据易错
协程
协程由Melvin Conway在1963年提出并实现，协程是“行为与主程序相似的子例程(subroutine)”，协程采用同步编程方式支持大规模并发I/O异步操作。
协程是一种程序组件，是由子例程（过程、函数、例程、方法、子程序）的概念泛化而来的，子例程只有一个入口点且只返回一次，协程允许多个入口点，可在指定位置挂起和恢复执行。
协程的核心思想：控制流的主动让出与恢复
同步与互斥
实现方法
- 禁用中断（仅限于单处理器）
- 软件方法（复杂）
- 锁是一种高级的同步抽象方法
- 硬件原子操作指令（单处理器或多处理器均可）
- 互斥可以使用锁来实现
信号量
信号量是被保护的整数变量 初始化完成后，只能通过P()和V()操作修改，由操作系统保证，PV操作是原子操作，P() 可能阻塞，V()不会阻塞 通常假定信号量是“公平的”，线程不会被无限期阻塞在P()操作，假定信号量等待按先进先出排队