附录E 操作系统

请问死锁的条件是什么？以及如何处理死锁问题？

解答：互斥条件（Mutual exclusion）：

1、资源不能被共享，只能由一个进程使用。
2、请求与保持条件（Hold and wait）：已经得到资源的进程可以再次申请新的资源。
3、非剥夺条件（No pre-emption）：已经分配的资源不能从相应的进程中被强制地剥夺。
4、循环等待条件（Circular wait）：系统中若干进程组成环路，该环路中每个进程都在等待相邻进程正占用的资源。

如何处理死锁问题：

1、忽略该问题。例如鸵鸟算法，该算法可以应用在极少发生死锁的的情况下。为什么叫鸵鸟算法呢，因为传说中鸵鸟看到危险就把头埋在地底下，可能鸵鸟觉得看不到危险也就没危险了吧。跟掩耳盗铃有点像。
2、检测死锁并且恢复。
3、仔细地对资源进行动态分配，以避免死锁。
4、通过破除死锁四个必要条件之一，来防止死锁产生。

请阐述动态链接库与静态链接库的区别。

解答：静态链接库是.lib格式的文件，一般在工程的设置界面加入工程中，程序编译时会把lib文件的代码加入你的程序中因此会增加代码大小，你的程序一运行lib代码强制被装入你程序的运行空间，不能手动移除lib代码。

动态链接库是程序运行时动态装入内存的模块，格式*.dll，在程序运行时可以随意加载和移除，节省内存空间。

在大型的软件项目中一般要实现很多功能，如果把所有单独的功能写成一个个lib文件的话，程序运行的时候要占用很大的内存空间，导致运行缓慢；但是如果将功能写成dll文件，就可以在用到该功能的时候调用功能对应的dll文件，不用这个功能时将dll文件移除内存，这样可以节省内存空间。

请阐述进程与线程的区别。

解答：

①从概念上：
- 进程：一个程序对一个数据集的动态执行过程，是分配资源的基本单位。
- 线程：一个进程内的基本调度单位。线程的划分尺度小于进程，一个进程包含一个或者更多的线程。
②从执行过程中来看：
- 进程：拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而提高了应用程序的运行效率。
- 线程：每一个独立的线程，都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的执行，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。
③从逻辑角度来看（重要区别）：
- 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。但是，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及资源分配。

用户进程间通信主要哪几种方式？

解答：主要有以下6种：

1、管道：管道是单向的、先进先出的、无结构的、固定大小的字节流，它把一个进程的标准输出和另一个进程的标准输入连接在一起。写进程在管道的尾端写入数据，读进程在管道的道端读出数据。数据读出后将从管道中移走，其它读进程都不能再读到这些数据。管道提供了简单的流控制机制。进程试图读空管道时，在有数据写入管道前，进程将一直阻塞。同样地，管道已经满时，进程再试图写管道，在其它进程从管道中移走数据之前，写进程将一直阻塞。
- 无名管道：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系（通常是指父子进程关系）的进程间使用。
- 命名管道：命名管道也是半双工的通信方式，在文件系统中作为一个特殊的设备文件而存在，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。当共享管道的进程执行完所有的I/O操作以后，命名管道将继续保存在文件系统中以便以后使用。
2、信号量：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其它进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
3、消息队列：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
4、信号：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
5、共享内存：共享内存就是映射一段能被其它进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其它进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其它通信机制（如信号量）配合使用，来实现进程间的同步和通信。
6、套接字：套接字也是一种进程间通信机制，与其它通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。