进程与线程的区别 进程的通信方式 线程的通信方式
进程与线程的区别进程的通信方式线
程的通信方式
进程与线程的区别进程的通信方式线程的通信方式2011-03-15 01：04
进程与线程的区别：
通俗的解释
一个系统运行着很多进程，可以比喻为一条马路上有很多马车
不同的进程可以理解为不同的马车
而同一辆马车可以有很多匹马来拉--这些马就是线程
假设道路的宽度恰好可以通过一辆马车
道路可以认为是临界资源
那么马车成为分配资源的最小单位(进程)
而同一个马车被很多匹马驱动(线程)--即最小的运行单位
每辆马车马匹数=1
所以马匹数=1的时候进程和线程没有严格界限，只存在一个概念上的区分度
马匹数1的时候才可以严格区分进程和线程
专业的解释：
简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。另外，进程在执
行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序
的运行效率。
线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行
的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，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。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可
以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程
的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的
能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中
必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的
其他的线程共享进程所拥有的全部资源.
一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一个进程中的多个线程之间可以
并发执行
进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有
独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，
而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线
程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程
的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。如果有兴趣深入的话，我建议你们看看《现代操作系统》或者
《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。
+++
进程概念
进程是表示资源分配的基本单位，又是调度运行的基本单位。例如，用户
运行自己的程序，系统就创建一个进程，并为它分配资源，包括各种表格、内
存空间、磁盘空间、I/O设备等。然后，把该进程放人进程的就绪队列。进程
调度程序选中它，为它分配CPU以及其它有关资源，该进程才真正运行。所以，进程是系统中的并发执行的单位。
在Mac、Windows NT等采用微内核结构的操作系统中，进程的功能发生了
变化：它只是资源分配的单位，而不再是调度运行的单位。在微内核系统中，
真正调度运行的基本单位是线程。因此，实现并发功能的单位是线程。
线程概念
线程是进程中执行运算的最小单位，亦即执行处理机调度的基本单位。如
果把进程理解为在逻辑上操作系统所完成的任务，那么线程表示完成该任务的
许多可能的子任务之一。例如，假设用户启动了一个窗口中的数据库应用程序，操作系统就将对数据库的调用表示为一个进程。假设用户要从数据库中产生一
份工资单报表，并传到一个文件中，这是一个子任务；在产生工资单报表的过
程中，用户又可以输人数据库查询请求，这又是一个子任务。这样，操作系统
则把每一个请求――工资单报表和新输人的数据查询表示为数据库进程中的独
立的线程。线程可以在处理器上独立调度执行，这样，在多处理器环境下就允
许几个线程各自在单独处理器上进行。操作系统提供线程就是为了方便而有效
地实现这种并发性
引入线程的好处
(1)易于调度。
(2)提高并发性。通过线程可方便有效地实现并发性。进程可创建多个线程来执行同一程序的不同部分。
(3)开销少。创建线程比创建进程要快，所需开销很少。
(4)利于充分发挥多处理器的功能。通过创建多线程进程(即一个进程可具
有两个或更多个线程)，每个线程在一个处理器上运行，从而实现应用程序的并发性，使每个处理器都得到充分运行。
++
进程和线程的关系：
(1)一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。
(2)资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
(3)处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。
(4)线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.
与进程的区别：
(1)调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位
(2)并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行
(3)拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源.
(4)系统开销：在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。+++
进程间的通信方式：
1.管道(pipe)及有名管道(named pipe)：
管道可用于具有亲缘关系的父子进程间的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。
2.信号(signal)：
信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，它是比较复杂的通信方式，
用于通知进程有某事件发生，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请
求效果上可以说是一致的。
3.消息队列(message queue)：
消息队列是消息的链接表，它克服了上两种通信方式中信号量有限的缺点，具有写权限得进程可以按照一定得规则向消息队列中添加新信息；对消息队列
有读权限得进程则可以从消息队列中读取信息。
4.共享内存(shared memory)：
可以说这是最有用的进程间通信方式。它使得多个进程可以访问同一块内
存空间，不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据得更新。这种方
式需要依靠某种同步操作，如互斥锁和信号量等。
5.信号量(semaphore)：
主要作为进程之间及同一种进程的不同线程之间得同步和互斥手段。
6.套接字(socket)；
这是一种更为一般得进程间通信机制，它可用于网络中不同机器之间的进
程间通信，应用非常广泛。
++
线程之间的同步通信：
1.信号量二进制信号量互斥信号量整数型信号量记录型信号量
2.消息消息队列消息邮箱
3.事件event
互斥型信号量：必须是同一个任务申请，同一个任务释放，其他任务释放
无效。同一个任务可以递归申请。(互斥信号量是二进制信号量的一个子集)
二进制信号量：一个任务申请成功后，可以由另一个任务释放。(与互斥信号量的区别)
整数型信号量：取值不局限于0和1,可以一个任务申请，另一个任务释放。(包含二进制信号量，二进制信号量是整数型信号量的子集)
二进制信号量实现任务互斥：
打印机资源只有一个，a bc三个任务共享，当a取得使用权后，为了防止
其他任务错误地释放了信号量(二进制信号量允许其他任务释放)，必须将打印
机房的门关起来(进入临界段)，用完后，释放信号量，再把门打开(出临界段)，其他任务再进去打印。(而互斥型信号量由于必须由取得信号量的那个任务释放，故不会出现其他任务错误地释放了信号量的情况出现，故不需要有临界段。互
斥型信号量是二进制信号量的子集。)
二进制信号量实现任务同步：
a任务一直等待信号量，b任务定时释放信号量，完成同步功能
记录型信号量(record semaphore)：
每个信号量s除一个整数值value(计数)外，还有一个等待队列List，其
中是阻塞在该信号量的各个线程的标识。当信号量被释放一个，值被加一后，
系统自动从等待队列中唤醒一个等待中的线程，让其获得信号量，同时信号量
再减一。
+++
同步和互斥的区别：
当有多个线程的时候，经常需要去同步这些线程以访问同一个数据或资源。例如，假设有一个程序，其中一个线程用于把文件读到内存，而另一个线程用
于统计文件中的字符数。当然，在把整个文件调入内存之前，统计它的计数是
没有意义的。但是，由于每个操作都有自己的线程，操作系统会把两个线程当
作是互不相干的任务分别执行，这样就可能在没有把整个文件装入内存时统计
字数。为解决此问题，你必须使两个线程同步工作。
所谓互斥，是指散布在不同进程之间的若干程序片断，当某个进程运行其
中一个程序片段时，其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段，只能等到
该进程运行完这个程序片段后才可以运行。如果用对资源的访问来定义的话，
互斥某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但
互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的
所谓同步，是指散步在不同进程之间的若干程序片断，它们的运行必须严
格按照规定的某种先后次序来运行，这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。如果用对资源的访问来定义的话，同步是指在互斥的基础上(大多数情况)，通
过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了
互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个
访问者同时访问资源
基于嵌入式Linux多线程聊天系统的设计与实现
基于嵌入式Linux多线程聊天系统的设计与实现 学生姓名王宣达 学号 S2******* 所在系（院）电子信息工程系 专业名称电路与系统年级 2009级 2011年8月3日
中文摘要
外文摘要
目录 1．引言 (1) 2．Linux多线程聊天系统的设计思想 (3) 2.1 聊天系统中服务器的设计思想 (3) 2.2 聊天系统中客户端的设计思想 (3) 3. Linux多线程聊天系统的实现过程 (5) 3.1 多线程聊天系统中服务器端的实现过程 (5) 3.2 多线程聊天系统中客户端的实现过程 (7) 4.Linux多线程系统设计中出现的问题和解决的方法 (12) 4.1 多线程中资源的释放问题 (12) 4.2 (12) 参考文献 (12)
1．引言 在80年代中期，线程技术就应用到了操作系统中，那时在一个进程中只允许有一个线程，这样多线程就意味着多进程，虽然实现了多任务，但是资源消耗还是非常可观的。而到现在，多线程技术已经被许多操作系统所支持，有Windows/NT，还有Linux。 多线程和进程相比有两点优势： 1.它是一种消耗资源非常少的多任务操作方式。在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种消耗非常大的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，这样创建一个线程所占用的空间远远小于创建一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。当然，随着系统的不同，这个差距也不不同。 2.线程间比进程间的通信机制更为便利。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，这时就要用到互斥锁机制来保证线程间的同步。 所以在本文的多线程聊天程序的设计中，采用多线程的方式设计系统更为适宜。其中，系统中用到的操作主要是：线程操作，设置互斥锁。其中，线程操作包括：线程创建，退出，。设置互斥锁包括：创建互斥锁，加锁和解锁。 但是，要实现网络聊天，系统中还要用到linux下的网络编程。 Linux下的网络编程通过socket接口实现。socket 是一种特殊的I/O，可以实现网络上的通信机制。Socket也是一种文件描述符。它具有一个类似于打开文件的函数调用Socket()，该函数返回一个整型的Socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。常用的Socket
Linux进程间通信(2)实验报告
实验六：Linux进程间通信（2）（4课时） 实验目的： 理解进程通信原理；掌握进程中信号量、共享内存、消息队列相关的函数的使用。实验原理： Linux下进程通信相关函数除上次实验所用的几个还有： 信号量 信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。要调用的第一个函数是semget，用以获得一个信号量ID。 int semget(key_t key, int nsems, int flag); key是IPC结构的关键字，flag将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新集合（一般在服务器中），则必须指定nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。 semctl函数用来对信号量进行操作。 int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg); 不同的操作是通过cmd参数来实现的，在头文件sem.h中定义了7种不同的操作，实际编程时可以参照使用。 semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops); semoparray是一个指针，它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。 ftok原型如下： key_t ftok( char * fname, int id ) fname就是指定的文件名(该文件必须是存在而且可以访问的)，id是子序号，虽然为int，但是只有8个比特被使用(0-255)。 当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则-1 被返回。 共享内存 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行读写。首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。 #include
进程与线程的区别 进程的通信方式 线程的通信方式
进程与线程的区别进程的通信方式线 程的通信方式 进程与线程的区别进程的通信方式线程的通信方式2011-03-15 01：04 进程与线程的区别： 通俗的解释 一个系统运行着很多进程，可以比喻为一条马路上有很多马车 不同的进程可以理解为不同的马车 而同一辆马车可以有很多匹马来拉--这些马就是线程 假设道路的宽度恰好可以通过一辆马车 道路可以认为是临界资源 那么马车成为分配资源的最小单位(进程) 而同一个马车被很多匹马驱动(线程)--即最小的运行单位 每辆马车马匹数=1 所以马匹数=1的时候进程和线程没有严格界限，只存在一个概念上的区分度 马匹数1的时候才可以严格区分进程和线程 专业的解释： 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。另外，进程在执 行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序 的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行 的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，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。 从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可 以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程 的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。 进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的 能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中 必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的 其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一个进程中的多个线程之间可以 并发执行 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有 独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响， 而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线 程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程 的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。如果有兴趣深入的话，我建议你们看看《现代操作系统》或者 《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。 +++ 进程概念
基于linux的socket多线程通信
1、网络中进程之间如何通信？ 本地的进程间通信（IPC）有很多种方式，但可以总结为下面4类： ?消息传递（管道、FIFO、消息队列） ?同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录 锁、信号量） ?共享内存（匿名的和具名的） ?远程过程调用（Solaris门和Sun RPC） 但这些都不是本文的主题！我们要讨论的是网络中进程之间如何通信？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的―ip地址‖可以唯一标识网络中的主机，而传输层的―协议+端口‖可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。 使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI（已经被淘汰），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说―一切皆socket‖。 2、什么是Socket？ 上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的，那什么是socket呢？socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是―一切皆文件‖，都可以用―打开open –> 读写write/read –> 关闭close‖模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现，socket 即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭），这些函数我们在后面进行介绍。 socket一词的起源 在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的，撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载，Croker写道：―命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端，而一个连接可完全由一对套接字接口规定。‖计算机历史博物馆补充道：―这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。‖ 3、socket的基本操作 既然socket是―open—write/read—close‖模式的一种实现，那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例，介绍几个基本的socket接口函数。 3.1、socket()函数 int socket(int domain, int type, int protocol); socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字，而socket()用于创建一个socket描述符（socket descriptor），它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样，后续的操作都有用到它，把它作为参数，通过它来进行一些读写操作。 正如可以给fopen的传入不同参数值，以打开不同的文件。创建socket的时候，也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符，socket 函数的三个参数分别为：
操作系统第二章进程和线程复习题
第二章练习题 一、单项选择题 1．某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据，此时该进程的状态将（ C ）。 A. 从就绪变为运行； B．从运行变为就绪； C．从运行变为阻塞； D．从阻塞变为就绪 2．进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（ D ）。 A.可以有多个进程控制块； B.可以和其他进程共用一个进程控制块； C.可以没有进程控制块； D.只能有惟一的进程控制块。 3．临界区是指并发进程中访问共享变量的（D）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数 据 D、程序 4. 当__ B__时，进程从执行状态转变为就绪状态。 A. 进程被调度程序选中 B. 时间片到 C. 等待某一事件 D. 等待的事件发生 5. 信箱通信是一种（ B ）通信方式。 A. 直接通信 B. 高级通信 C. 低级通信 D. 信号量 6. 原语是（B）。
A、一条机器指令 B、若干条机器指令组成 C、一条特定指令 D、中途能打断的指令 7. 进程和程序的一个本质区别是（A）。 A．前者为动态的，后者为静态的； B．前者存储在内存，后者存储在外存； C．前者在一个文件中，后者在多个文件中； D．前者分时使用CPU,后者独占CPU。 8. 任何两个并发进程之间存在着（D）的关系。 A．各自完全独立B．拥有共享变量 C．必须互斥D．可能相互制约 9. 进程从运行态变为等待态可能由于（B ）。 A．执行了V操作 B．执行了P操作 C．时间片用完 D．有高优先级进程就绪 10. 用PV操作管理互斥使用的资源时，信号量的初值应定义为（B）。 A．任意整数 B．1 C．0 D．-1 11. 现有n个具有相关临界区的并发进程，如果某进程调用P操作后变为等待状态，则调用P操作时信号量的值必定为（A）。 A．≤0 B．1 C．n-1 D．n
Windows进程间各种通信方式浅谈
Windows进程间各种通信方式浅谈 1、Windows进程间通信的各种方法 进程是装入内存并准备执行的程序，每个进程都有私有的虚拟地址空间，由代码、数据以及它可利用的系统资源(如文件、管道等)组成。 多进程/多线程是Windows操作系统的一个基本特征。Microsoft Win32应用编程接口(Application Programming Interface, API) 提供了大量支持应用程序间数据共享和交换的机制，这些机制行使的活动称为进程间通信(InterProcess Communication, IPC)，进程通信就是指不同进程间进行数据共享和数据交换。 正因为使用Win32 API进行进程通信方式有多种，如何选择恰当的通信方式就成为应用开发中的一个重要问题， 下面本文将对Win32中进程通信的几种方法加以分析和比较。 2、进程通信方法 2.1 文件映射 文件映射(Memory-Mapped Files)能使进程把文件内容当作进程地址区间一块内存那样来对待。因此，进程不必使用文件I/O操作，只需简单的指针操作就可读取和修改文件的内容。 Win32 API允许多个进程访问同一文件映射对象，各个进程在它自己的地址空间里接收内存的指针。通过使用这些指针，不同进程就可以读或修改文件的内容，实现了对文件中数据的共享。 应用程序有三种方法来使多个进程共享一个文件映射对象。 (1)继承：第一个进程建立文件映射对象，它的子进程继承该对象的句柄。 (2)命名文件映射：第一个进程在建立文件映射对象时可以给该对象指定一个名字(可与文件名不同)。第二个进程可通过这个名字打开此文件映射对象。另外，第一个进程也可以通过一些其它IPC机制(有名管道、邮件槽等)把名字传给第二个进程。 (3)句柄复制：第一个进程建立文件映射对象，然后通过其它IPC机制(有名管道、
查看程序的进程和线程实验报告
查看程序的进程和线程实验报告 篇一：程序实验2：11-多线程编程---实验报告 程序实验二：11-多线程编程实验 专业班级实验日期 5.21 姓名学号实验一（p284：11-thread.c） 1、软件功能描述 创建3个线程，让3个线程重用同一个执行函数，每个线程都有5次循环，可以看成5个小任务，每次循环之间会有随即等待时间（1-10s）意义在于模拟每个任务到达的时间是随机的没有任何的特定规律。 2、程序流程设计 3．部分程序代码注释(关键函数或代码) #include #include #include #define T_NUMBER 3 #define P_NUMBER 5 #define TIME 10.0
void *thrd_func(void *arg ) { (本文来自：https://www.sodocs.net/doc/061052208.html, 小草范文网:查看程序的进程和线程实验报告) int thrd_num=(int)arg; int delay_time =0; int count =0; printf("Thread %d is staraing\n",thrd_num); for(count=0;count { delay_time =(int)(rand()*TIME/(RAND_MAX))+1; sleep(delay_time); printf("\tTH%d:job%d delay =%d\n",thrd_num,count,delay_time); } printf("%d finished\n",thrd_num); pthread_exit(NULL); } int main()
linux进程线程管理实验报告
linux进程线程管理实验报告
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
西安郵電學院 操作系统LINUX实验报告 题目1：进程______ 题目2：线程管理__ 题目3：互斥_____系部名称：计算机学院 专业名称：软件工程 班级：0802 学号：04085048 学生姓名：郭爽乐 时间：2010-10-31
实验一: 进程管理 一．实验目的 通过观察、分析实验现象，深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点， 掌握在POSIX 规范中fork和kill系统调用的功能和使用。 二．实验要求 2.1 实验环境要求 1. 硬件 (1) 主机：Pentium III 以上； (2) 内存：128MB 以上； (3) 显示器：VGA 或更高； (4) 硬盘空间：至少100MB 以上剩余空间。 2. 软件 Linux 操作系统，内核2.4.26 以上，预装有X-Window 、vi、gcc、gdb 和任意web 浏览器。 2.2 实验前的准备工作 学习man 命令的用法，通过它查看fork 和kill 系统调用的在线帮助，并阅读参 考资料，学会fork 与kill 的用法。 复习C 语言的相关内容。 三、实验内容 3.1 补充POSIX 下进程控制的残缺版实验程序 3.2回答下列问题： 1. 你最初认为运行结果会怎么样？ 2. 实际的结果什么样？有什么特点？试对产生该现象的原因进行分析。 3. proc_number 这个全局变量在各个子进程里的值相同吗？为什么？ 4. kill 命令在程序中使用了几次？每次的作用是什么？执行后的现象是什么？ 5. 使用kill 命令可以在进程的外部杀死进程。进程怎样能主动退出？这两种退出方式哪种更好一些？ 四、实验结果 4.1 补充完全的源程序 #include
进程间通信实验报告
进程间通信实验报告 班级：10网工三班学生姓名：谢昊天学号：1215134046 实验目的和要求： Linux系统的进程通信机构 (IPC) 允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通讯机制及信息量机制。 实验内容与分析设计： （1）消息的创建，发送和接收。 ①使用系统调用msgget (), msgsnd (), msgrev (), 及msgctl () 编制一长度为1k 的消息的发送和接收程序。 ②观察上面的程序，说明控制消息队列系统调用msgctl () 在此起什么作用？ （2）共享存储区的创建、附接和段接。 使用系统调用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),编制一个与上述功能相同的程序。（3）比较上述（1），（2）两种消息通信机制中数据传输的时间。 实验步骤与调试过程： 1.消息的创建，发送和接收： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)在SERVER端建立一个Key为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息，则作为结束信号，取消该队列，并退出SERVER 。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。 (3)CLIENT端使用Key为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息，然后退出。最后的一个消息，既是 SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。 (4)父进程在 SERVER和 CLIENT均退出后结束。 2.共享存储区的创建,附接和断接： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1。作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER 每接收到一次数据后显示”(server)received”. (3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时, Server端空闲,可发送请求. CLIENT 随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后, CLIENT退出. CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”. (4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 实验结果： 1．消息的创建，发送和接收： 由 Client 发送两条消息，然后Server接收一条消息。此后Client Server交替发送和接收消息。最后一次接收两条消息。Client 和Server 分别发送和接收了10条消息。message 的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象。在多次send message 后才 receive message.这一点有助于理解消息转送的实现机理。
任务、进程和线程的区别
任务、进程和线程的区别 推荐 摘： 任务（task）是最抽象的,是一个一般性的术语,指由软件完成的一个活动。一个任务既可以是一个进程,也可以是一个线程。简而言之,它指的是一系列共同达到某一目的的操作。例如,读取数据并将数据放入内存中。这个任务可以作为一个进程来实现,也可以作为一个线程（或作为一个中断任务）来实现。 进程（process）常常被定义为程序的执行。可以把一个进程看成是一个独立的程序,在内存中有其完备的数据空间和代码空间。一个进程所拥有的数据和变量只属于它自己。 线程（thread）则是某一进程中一路单独运行的程序。也就是说,线程存在于进程之中。一个进程由一个或多个线程构成,各线程共享相同的代码和全局数据,但各有其自己的堆栈。由于堆栈是每个线程一个,所以局部变量对每一线程来说是私有的。由于所有线程共享同样的代码和全局数据,它们比进程更紧密,比单独的进程间更趋向于相互作用,线程间的相互作用更容易些,因为它们本身就有某些供通信用的共享内存：进程的全局数据。 一个进程和一个线程最显著的区别是：线程有自己的全局数据。线程存在于进程中,因此一个进程的全局变量由所有的线程共享。由于线程共享同样的系统区域,操作系统分配给一个进程的资源对该进程的所有线程都是可用的,正如全局数据可供所有线程使用一样。 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，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。从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，由多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配，这就是进程和线程的重要区别。 一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。 进程概念
进程间通信的四种方式
一、剪贴板 1、基础知识 剪贴板实际上是系统维护管理的一块内存区域，当在一个进程中复制数据时，是将这个数据放到该块内存区域中，当在另一个进程中粘贴数据时，是从该内存区域中取出数据。 2、函数说明： (1)、BOOL OpenClipboard( ) CWnd类的OpenClipboard函数用于打开剪贴板。若打开剪贴板成功，则返回非0值。若其他程序或当前窗口已经打开了剪贴板，则该函数返回0值，表示打开失败。若某个程序已经打开了剪贴板，则其他应用程序将不能修改剪贴板，直到前者调用了CloseClipboard函数。 (2)、BOOL EmptyClipboard(void) EmptyClipboard函数将清空剪贴板，并释放剪贴板中数据的句柄，然后将剪贴板的所有权分配给当前打开剪贴板的窗口。 (3)、HANDLE SetClipboardData(UINT uFormat, HANDLE hMem) SetClipboardData函数是以指定的剪贴板格式向剪贴板上放置数据。uFormat指定剪贴板格式，这个格式可以是已注册的格式，或是任一种标准的剪贴板格式。CF_TEXT表示文本格式，表示每行数据以回车换行(0x0a0x0d)终止，空字符作为数据的结尾。hMem指定具有指定格式的数据的句柄。hMem参数可以是NULL，指示采用延迟提交技术，则该程序必须处理WM_RENDERFORMA T和WM_RENDERALLFORMATS消息。应用程序在调用SetClipboardData函数之后，就拥有了hMem参数所标识的数据对象，该应用程序可以读取该数据对象，但在应用程序调用CloseClipboard函数之前，它不能释放该对象的句柄，或者锁定这个句柄。若hMem标识了一个内存对象，那么这个对象必须是利用GMEM_MOVEABLE标志调用GlobalAlloc函数为其分配内存。 注意：调用SetClipboardData函数的程序必须是剪贴板的拥有者，且在这之前已经打开了剪贴板。 延迟提交技术：当一个提供数据的进程创建了剪贴板数据之后，直到其他进程获取剪贴板数据之前，这些数据都要占据内存空间。若在剪贴板上放置的数据过大，就会浪费内存空间，降低对资源的利用率。为了避免这种浪费，就可以采用延迟提交计数，也就是由数据提供进程先提供一个指定格式的空剪贴板数据块，即把SetClipboardData函数的hMem参数设置为NULL。当需要获取数据的进程想要从剪贴板上得到数据时，操作系统会向数据提供进程发送WM_RENDERFORMA T消息，而数据提供进程可以响应这个消息，并在此消息的响应函数中，再一次调用SetClipboardData函数，将实际的数据放到剪贴板上。当再次调用SetClipboardData函数时，就不再需要调用OpenClipboard函数，也不再需要调用EmptyClipboard函数。也就是说，为了提高资源利用率，避免浪费内存空间，可以采用延迟提交技术。第一次调用SetClipboardData函数时，将其hMem参数设置为NULL，在剪贴板上以指定的剪贴板格式放置一个空剪贴板数据块。然后直到有其他进程需要数据或自身进程需要终止运行时再次调用SetClipboardData函数，这时才真正提交数据。 (4)、HGLOBAL GlobalAlloc( UINT uFlags,SIZE_T dwBytes); GlobalAlloc函数从堆上分配指定数目的字节。uFlags是一个标记，用来指定分配内存的方式，uFlags为0，则该标记就是默认的GMEM_FIXED。dwBytes指定分配的字节数。
线程创建与通信实验报告
实验报告 课程名称：现代软件技术实验名称：线程创建与通信实验人： 专业： 实验时间：
目录 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 1、基本要求 (3) 2、提高要求 (3) 三、需求分析 (3) 1、功能分析........................................................................................... 错误！未定义书签。 2、其它分析........................................................................................... 错误！未定义书签。 四、总体设计 (3) 1、数据结构设计（或类设计：数据成员设计、成员函数设计） (3) 2、软件总体结构设计 (3) 3、主程序流程设计 (3) 4、界面设计 (4) 五、详细设计 (5) 1、循环链表基本操作：....................................................................... 错误！未定义书签。 六、编码实现 (5) 1、循环链表基本操作........................................................................... 错误！未定义书签。 七、测试及分析 (7) 1、测试用例列表 (7) 2、出现的错误、解决方法与回归测试 (7) 八、实验总结 (8)
一、实验目的 掌握线程创建方法，实现线程间数据通信。 二、实验内容 1、基本要求：创建多个线程，实现线程间数据通信。 2、提高要求： （1）通过信号量机制实现线程的并发执行； （2）通过信号量机制控制屏幕输出； （3）生产者消费者问题； （4）创建多个进程，实现进程间通信。 三、需求分析 完成如下程序框图的程序： 图1 所需完成程序的程序框图 四、总体设计 1、数据结构设计 主线程和子线程之间的数据传递通过简单的int类型变量对同一个文件进行读入写出完成。 2、软件总体结构设计 通过设计两个线程函数：主线程函数main()和EventFunction()构成 3、主程序流程设计 程序流程图见图2。
进程同步实验报告
实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法； 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序，用系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。程序的输出是什么？分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码，查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API，简要解释例程中用到的系统功能或API的用法，并编辑、编译、运行程序，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释。 4、（选做）修改问题2的代码，使得父子按顺序显示字符“a”；“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 （1）创建两个子进程：（2）售票系统：
（3）管道通信： 先创建子进程，然后对内容加锁，将输出语句存入缓存，并让子进程自己进入睡眠，等待别的进程将其唤醒，最后解锁；第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 （4）修改程序（1）：在子进程的输出语句前加上sleep()语句，即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 （1）创建两个子进程：fork() （2）售票系统：DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)（sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒）; WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); （3）管道通信：pipe(fd)，fd: int fd[2]，其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符（读、写）; lockf( fd，function，byte)（fd: 文件描述符；function: 1: 锁定 0:解锁；byte: 锁定的字节数，0: 从当前位置到文件尾）; write(fd，buf，byte)、read(fd，buf，byte) （fd: 文件描述符；buf : 信息传送的源（目标）地址；byte: 传送的字节数）; sleep(5); exit(0); read(fd[0]，s，50) （4）修改程序（1）：fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）创建两个子进程：
进程间通信方式比较
进程间的通信方式： 1.管道（pipe）及有名管道（named pipe）： 管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。 2.信号（signal）： 信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，它是比较复杂的通信方式，用于通知进程有某事件发生，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求效果上可以说是一致得。 3.消息队列（message queue）： 消息队列是消息的链接表，它克服了上两种通信方式中信号量有限的缺点，具有写权限得进程可以按照一定得规则向消息队列中添加新信息；对消息队列有读权限得进程则可以从消息队列中读取信息。 消息缓冲通信技术是由Hansen首先提出的,其基本思想是:根据”生产者-消费者”原理,利用内存中公用消息缓冲区实现进程之间的信息交换. 内存中开辟了若干消息缓冲区,用以存放消息.每当一个进程向另一个进程发送消息时,便申请一个消息缓冲区,并把已准备好的消息送到缓冲区,然后把该消息缓冲区插入到接收进程的消息队列中,最后通知接收进程.接收进程收到发送里程发来的通知后,从本进程的消息队列中摘下一消息缓冲区,取出所需的信息,然后把消息缓冲区不定期给系统.系统负责管理公用消息缓冲区以及消息的传递. 一个进程可以给若干个进程发送消息,反之,一个进程可以接收不同进程发来的消息.显然,进程中关于消息队列的操作是临界区.当发送进程正往接收进程的消息队列中添加一条消息时,接收进程不能同时从该消息队列中到出消息:反之也一样. 消息缓冲区通信机制包含以下列内容:
(1) 消息缓冲区,这是一个由以下几项组成的数据结构: 1、消息长度 2、消息正文 3、发送者 4、消息队列指针 （2）消息队列首指针m-q,一般保存在PCB中。 （1）互斥信号量m-mutex,初值为1，用于互斥访问消息队列，在PCB中设置。 （2）同步信号量m-syn,初值为0，用于消息计数，在PCB中设置。（3）发送消息原语send （4）接收消息原语receive(a) 4.共享内存（shared memory）： 可以说这是最有用的进程间通信方式。它使得多个进程可以访问同一块内存空间，不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据得更新。这种方式需要依靠某种同步操作，如互斥锁和信号量等。 这种通信模式需要解决两个问题：第一个问题是怎样提供共享内存；第二个是公共内存的互斥关系则是程序开发人员的责任。 5.信号量（semaphore）： 主要作为进程之间及同一种进程的不同线程之间得同步和互斥手段。 6.套接字（socket）； 这是一种更为一般得进程间通信机制，它可用于网络中不同机器之间的进程间通信，应用非常广泛。 https://www.sodocs.net/doc/061052208.html,/eroswang/archive/2007/09/04/1772350.aspx linux下的进程间通信-详解
操作系统-创建线程,利用互斥实现线程共享变量通信
操作系统-创建线程,利用互斥实现线程共享 变量通信
创建线程，利用互斥实现线程共享变量通信 一.概述 1.1 课题目的和意义 掌握线程创建和终止，加深对线程和进程概念的理解，会用同步与互斥方法实现线程之间的通信。 1.2内容和要求 软件界面上点“创建线程”按钮，创建三个生产者线程（P1，P2，P3）和两个消费者线程（C1，C2），生产者和消费者线程共享一个长度为2KB的环型公共缓冲区，生产者向其中投放消息，消费者从中取走消息。只要缓冲区未满，生产者可将消息送入缓冲区；只要缓冲区未空，消费者可从缓冲区取走一个消息。 每个消息具下列结构格式: 消息头（1B，固定为0xaa）,消息长度（1B），消息内容（nB），校验和(1B)，检验和计算方式为消息长度和消息内容所有字节异或结果。 每个生产者每隔n毫秒（n用随机数产生，1到100毫秒之间，间隔不固定）生产一个消息加入缓冲区，并把消息产生时间和内容记录在一个文本文件中（或显示在列表框中）。P1每次生产的数据为26个大写字母， P2每次生产的数据为26个小写字母，P3每次生产的数据为10个数字。 每个消费者每隔n秒（n用随机数产生，1到5秒之间，间隔不固定）从缓冲区取走一个消息。每消费一个消息需要将消费时间和消息内容记录在一个文本文件中（或显示在列表框中）。 当用户按结束按钮时结束5个线程，并将5个文件内容显示出来进行对照。
这期实是一个经典的生产者—消费者（Producer_consumer）进程(线程)同步的问题。它描述的是：有一群生产者进程在生产产品，并将此产品提供给消费者进程(线程)去消费。为使生产者进程和消费者进程(线程)能并发执行，在它们之间设置有个缓冲区的缓冲池，生产者进程(线程)可将它所生产的产品放入一个缓冲区中，消费者进程(线程)可从一个缓冲区取得一个产品消费。尽管所有的生产者进程和消费者进程(线程)都是以异步的方式运行的，但它们之间必须保持同步，即不允许消费者进程(线程)到一个空缓冲区去取产品，也不允许生产者进程(线程)向一个已装有消息尚未被取走产品的缓冲区投放产品。如下图所示： 1.3线程所采用的同步方法 同步是多线程中的重要概念.同步的使用可以保证在多线程运行的环境中,程充不会产生设计之外的结果.同步的实现方式有两种,同步方法和同步块. 线程在执行同步方法是具有排它性的.当任意一个线和进入到一个对象的任意一个同步方法时,这个对象所有同步方法都被锁定,在些期间,期他任何线程都不能访问这个对象的任意一个同步 方法,直到这个线程执行完它所调用的同步方法并从中退出,从而导至它释放了该对象的同步锁 这后.在一个对象被某个线程锁定之后,其他线程是可以访问. 同步的有几种实现方法,分别是: wait():使一个线程处于等待状态,并且释放所有持有的对象lock. sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常。 notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。
操作系统进程创建及通信实验报告
武汉工程大学计算机科学与工程学院 《操作系统》实验报告[Ⅰ]
一、实验目的 创建进程，实现进程消息通信和共享内存通信，了解进程的创建、退出和获取进程信。了解什么是映像文件、管道通信及其作用，掌握通过内存映像文件和管道技术实现进程通信。 二、实验内容 本例用三种方法实现进程通信，仅用于示例目的，没有进行功能优化。 1、创建进程A和B后，在进程A中输入一些字符，点“利用 SendMessage发送消息”按钮可将消息发到进程B。 2、在进程A中输入一些字符，点“写数据到内存映像文件”按钮， 然后在进程B中点“从内存映像文件读数据”按钮可收到消息。其中在点“写数据到内存映像文件”时，要求创建映像文件，B进程在印象文件中读取数据。 3、先在进程B中点“创建管道并接收数据”按钮，然后在进程A 中输入一些字符，点“写数据到管道文件”按钮可将消息发到进程B。管道是连接读/写进程使他们进行通信的一个共享文件，目的是更好地实现进程间的通信。 三、实验思想 这次试验最主要的内容和核心思想就是学会创建进程并实现进程间的简单通信、创建映像文件和创建管道文件来通信，后两者是实现进程通信的高级通信机制中的两种。. 创建一个程序A和程序B，其中程序A和B各有一个主窗体，A主窗体上要求可以实现创建进程B（即调用函数B）、结束进程B、关闭进程A、向进程B发送数据、创建映像文件、创建管道文件等功能，进程B要求有从映像文件读取数据、创建管道并接收数据、结束进程B功能。最终让A、B进程相互通信。
四、设计分析： 首先设得设计A、B两个程序的操作界面，然后编写各个功能模块。对于A 程序窗体，在“利用SendMessage发送消息”按钮的消息响应函数中，主要是利用Windows API函数CWnd::FindWindow来找到接收消息的窗体，即进程B，找到进程B后，利用这个函数返回的窗体指针的SendMessage函数来发送消息。在“写数据到内存印象文件”按钮的消息响应函数中，主要是利用函数CreateFileMapping来创建一个印象文件，这个函数返回的是这个印象文件的句柄，然后将这个句柄和要发送的消息字符串传递到函数sprintf中，就可以所要发送的消息写入印象文件，在B程序窗体中有个“从内存印象文件读数据”按钮，在这个按钮的消息响应函数中读取父进程所创建的印象文件中的数据就可以实现通信了。在B程序窗体按钮“写数据到管道文件”的消息响应函数中，不能直接将要发送的消息发送到管道文件，因为管道必须先由子进程通过函数CreateNamedPipe创建，只有待子进程创建好管道后父进程才能根据管道创建管道文件，将消息写入管道文件并及时发送给子进程。而且这个管道只能使用一次，即每次发送完消息后那个管道不能在使用了，必须再由子进程创建一个管道，A 进程才能再次创建管道文件并向其中写入消息。这个程序也不一定要MFC实现，还可以用其他的技术和语言实现，比如说Java、VB等，外表构架可以不一样，但核心技术都是一样的，只是不同的调用形式和调用方法，比如说在VB中，实现进程间的一般通信就是使用动态数据交换ＤＤＥ，实现起来就比较简单，但是要创建映像文件和管道文件就比较繁琐，可以根据不同的需求采用不同的语言。 五、程序部分源代码： 1.“利用SendMessage发送消息”按钮中的主要代码 //找到接收消息的窗口(窗口名为Receiver) CString str="进程B"; CWnd *pWnd=CWnd::FindWindow(NULL,str); if(pWnd) { COPYDATASTRUCT buf; char * s=new char[m_Msg1.GetLength()]; //m_Msg1为CString类型的变量 s=m_Msg1.GetBuffer(0);