进程、线程、死锁

淩亂°似流年 2022-05-30 09:12 263阅读 0赞

#### 进程 ####

进程：系统进行资源分配和调度的一个独立单位。每一个进程都有一个自己的地址空间，即进程空间或（虚空间）。进程有 5 种基本状态：创建、就绪、阻塞、执行、终止。  
          ![进程状态转换图][Image 1]

#### 线程 ####

线程：CPU调度的一个基本单位。线程与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。线程有 3 个基本状态：就绪、执行、阻塞。

#### 进程和线程的区别 ####

1.  进程是资源的分配和调度的一个独立单元，而线程是CPU调度的基本单元
2.  进程拥有独立的资源，而各线程共享所属进程的所有资源（寄存器、堆栈等）
3.  进程结束后它拥有的所有线程都将销毁，而线程的结束不会影响同个进程中的其他线程
4.  一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程
5.  线程中执行时一般都要进行同步和互斥，因为他们共享同一进程的所有资源

#### 并行和并发 ####

*  并行：CPU同时计算（一场象棋比赛）
 *  并发：CPU通过调度算法计算（一局象棋对战）

#### 死锁 ####

死锁是指多个进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。  
  死锁产生的必要条件（只要其中任一条件不成立，死锁就不会发生）：

*  互斥条件：进程对所分配的资源进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。
 *  不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能 由获得该资源的进程主动释放。
 *  请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源 已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。
 *  环路等待条件：存在一个进程——资源的环形链，即进程集合\{P0，P1，P2，···，Pn\}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。

#### 避免死锁 ####

可通过以下三种手段避免死锁：  
1. 加锁顺序（线程按一定顺序加锁，若所有线程都按相同顺序获得锁，就能避免死锁）  
2. 加锁时限（线程获取锁时加上时限，超时则放弃并释放所占有的锁，就能避免死锁）  
3. 死锁检测（一个更优的预防机制，主要针对不可能实现按序加锁和加锁时限的场景）

每当一个线程获得了锁，便在相关的数据结构中（Map、Graph等）将其记下。当一个线程请求锁失败时，这个线程可以遍历锁的关系图看看是否有死锁发生。  
  检测出死锁时，有一种解决方案是给这些线程设置优先级，让一个或多个线程回退，剩下的线程继续保持它们需要的锁。

> 如果赋予这些线程的优先级是固定不变的，同一批线程总是会拥有更高的优先级。为避免这个问题，可以在死锁发生的时候设置随机的优先级。

[Image 1]: