进程线程同步的⽅式和机制，进程间通信
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⼀、进程/线程间同步机制。
临界区、互斥区、事件、信号量四种⽅式
临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Event）的区别
1、临界区：通过对多线程的串⾏化来访问公共资源或⼀段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许⼀个线程对共享资源进⾏访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有⼀个线程进⼊后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并⼀直等到进⼊临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。
2、互斥量：采⽤互斥对象机制。只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有⼀个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同⼀应⽤程序的公共资源安全共享，还能实现不同应⽤程序的公共资源安全共享 .互斥量⽐临界区复杂。因为使⽤互斥不仅仅能够在同⼀应⽤程序不同线程中实现资源的安全共享，⽽且可以在不同应⽤程序的线程之间实现对资源的安全共享。
3、信号量：它允许多个线程在同⼀时刻访问同⼀资源，但是需要限制在同⼀时刻访问此资源的最⼤线程数⽬ .信号量对象对线程的同步⽅式与前⾯⼏种⽅法不同，信号允许多个线程同时使⽤共享资源，这与操作系统中的PV操作相同。它指出了同时访问共享资源的线程最⼤数⽬。它允许多个线程在同⼀时刻访问同⼀资源，但是需要限制在同⼀时刻访问此资源的最⼤线程数⽬。
PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。信号量S是⼀个整数，S⼤于等于零时代表可供并发进程使⽤的资源实体数，但S⼩于零时则表⽰正在等待使⽤共享资源的进程数。
  P操作申请资源：
  （1）S减1；
  （2）若S减1后仍⼤于等于零，则进程继续执⾏；
进程通信方式  （3）若S减1后⼩于零，则该进程被阻塞后进⼊与该信号相对应的队列中，然后转⼊进程调度。
  V操作释放资源：
  （1）S加1；
  （2）若相加结果⼤于零，则进程继续执⾏；
  （3）若相加结果⼩于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒⼀个等待进程，然后再返回原进程继续执⾏或转⼊进程调度。
4、事件：通过通知操作的⽅式来保持线程的同步，还可以⽅便实现对多个线程的优先级⽐较的操作 .
总结：
  1．互斥量与临界区的作⽤⾮常相似，但互斥量是可以命名的，也就是说它可以跨越进程使⽤。所以创建互斥量需要的资源更多，所以如果只为了在进程内部是⽤的话使⽤临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占⽤量。因为互斥量是跨进程的互斥量⼀旦被创建，就可以通过名字打开它。
  2．互斥量（Mutex），信号灯（Semaphore），事件（Event）都可以被跨越进程使⽤来进⾏同步数据操作，⽽其他的对象与数据同步操作⽆关，但对于进程和线程来讲，如果进程和线程在运⾏状态则为⽆信号状态，在退出后为有信号状态。所以可以使⽤WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。
  3．通过互斥量可以指定资源被独占的⽅式使⽤，但如果有下⾯⼀种情况通过互斥量就⽆法处理，⽐如现在⼀位⽤户购买了⼀份三个并发访问许可的数据库系统，可以根据⽤户购买的访问许可数量来决定有多少个线程/进程能同时进⾏数据库操作，这时候如果利⽤互斥量就没有办法完成这个要求，信号灯对象可以说是⼀种资源计数器。
⼆、进程间通信⽅式
由于⽐较容易混淆，我们把进程间通信⽅法也列在这⾥做⽐较。
程间通信就是在不同进程之间传播或交换信息，那么不同进程之间存在着什么双⽅都可以访问的介质呢？进程的⽤户空间是互相独⽴的，⼀般⽽⾔是不能互相访问的，唯⼀的例外是共享内存区。但是，系统空间却是“公共场所”，所以内核显然可以提供这样的条件。除此以外，那就是双⽅都可以访问的外设了。在这个意义上，两个进程当然也可以通过磁盘上的普通⽂件交换信息，或者通过“注册表”或其它数据库中的某些表项和记录交换信息。⼴义上这也是进程间通信的⼿段，但是⼀般都不把这算作“进程间通信”。因为那些通信⼿段的效率太低了，⽽⼈们对进程间通信的要求是要有⼀定的实时性。
  进程间通信主要包括管道, 系统IPC(包括消息队列，信号量，共享存储), SOCKET.
管道分为有名管道和⽆名管道，⽆名管道只能⽤于亲属进程之间的通信，⽽有名管道则可⽤于⽆亲属关系的进程之间。
消息队列⽤于运⾏于同⼀台机器上的进程间通信，与管道相似；
　共享内存通常由⼀个进程创建，其余进程对这块内存区进⾏读写。得到共享内存有两种⽅式：映射/dev/mem设备和内存映像⽂件。前⼀种⽅式不给系统带来额外的开销，但在现实中并不常⽤，因为它
控制存取的是实际的物理内存；
本质上，信号量是⼀个计数器，它⽤来记录对某个资源（如共享内存）的存取状况。⼀般说来，为了获得共享资源，进程需要执⾏下列操作：
  （1）测试控制该资源的信号量；
  （2）若此信号量的值为正，则允许进⾏使⽤该资源，进程将进号量减1；
  （3）若此信号量为0，则该资源⽬前不可⽤，进程进⼊睡眠状态，直⾄信号量值⼤于0，进程被唤醒，转⼊步骤（1）；
  （4）当进程不再使⽤⼀个信号量控制的资源时，信号量值加1，如果此时有进程正在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程。
套接字通信并不为Linux所专有，在所有提供了TCP/IP协议栈的操作系统中⼏乎都提供了socket，⽽所有这样操作系统，对套接字的编程⽅法⼏乎是完全⼀样的
三、进程/线程同步机制与进程间通信机制⽐较
很明显2者有类似，但是差别很⼤
同步主要是临界区、互斥、信号量、事件
进程间通信是管道、内存共享、消息队列、信号量、socket
共通之处是，信号量和消息（事件）
其他资料：
进程间通讯(IPC)⽅法主要有以下⼏种：
管道/FIFO/共享内存/消息队列/信号
1.管道中还有命名管道和⾮命名管道(即匿名管道)之分，⾮命名管道(即匿名管道)只能⽤于⽗⼦进程通讯，命名管道可⽤于⾮⽗⼦进程，命名管道就是FIFO，管道是先进先出的通讯⽅式
2.消息队列是⽤于两个进程之间的通讯，⾸先在⼀个进程中创建⼀个消息队列，然后再往消息队列中写数据，⽽另⼀个进程则从那个消息队列中取数据。需要注意的是，消息队列是⽤创建⽂件的⽅式建⽴的，如果⼀个进程向某个消息队列中写⼊了数据之后，另⼀个进程并没有取出数据，即使向消息队列中写数据的进程已经结束，保存在消息队列中的数据并没有消失，也就是说下次再从这个消息队列读数据的时候，就是上次的数据
3.信号量，它与WINDOWS下的信号量是⼀样的，所以就不⽤多说了
4.共享内存，类似于WINDOWS下的DLL中的共享变量，但LINUX下的共享内存区不需要像DLL这样的东西，只要⾸先创建⼀个共享内存区，其它进程按照⼀定的步骤就能访问到这个共享内存区中的数据，当然可读可写
以上⼏种⽅式的⽐较：
1.管道：速度慢，容量有限，只有⽗⼦进程能通讯
2.FIFO：任何进程间都能通讯，但速度慢
3.消息队列：容量受到系统限制，且要注意第⼀次读的时候，要考虑上⼀次没有读完数据的问题
4.信号量：不能传递复杂消息，只能⽤来同步
5.共享内存区：能够很容易控制容量，速度快，但要保持同步，⽐如⼀个进程在写的时候，另⼀个进程要注意读写的问题，相当于线程中的线程安全，当然，共享内存区同样可以⽤作线程间通讯，不过没这个必要，线程间本来就已经共享了同⼀进程内的⼀块内存

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