Java-操作系统-5

1.18 介绍一下信号量。

参考回答

在多进程环境下，为了防止多个进程同时访问一个公共资源而出现问题，需要一种方法来协调各个进程，保证它们能够合理地使用公共资源。信号量就是这样一种机制。

信号量的数据类型为结构sem_t，它本质上是一个长整型的数。函数sem_init（）用来初始化一个信号量。它的原型为：　　

extern int sem_init __P ((sem_t *__sem, int __pshared, unsigned int __value));　　

sem为指向信号量结构的一个指针；pshared不为０时此信号量在进程间共享，否则只能为当前进程的所有线程共享；value给出了信号量的初始值。　　

（1）函数sem_post( sem_t *sem )用来增加信号量的值。当有线程阻塞在这个信号量上时，调用这个函数会使其中的一个线程不在阻塞，选择机制同样是由线程的调度策略决定的。　　

（2）函数sem_wait( sem_t *sem )被用来阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0，解除阻塞后将sem的值减一，表明公共资源经使用后减少。函数sem_trywait ( sem_t *sem )是函数sem_wait（）的非阻塞版本，它直接将信号量sem的值减一。　　

（3）函数sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout) 与 sem_wait() 类似，只不过 abs_timeout 指定一个阻塞的时间上限，如果调用因不能立即执行递减而要阻塞。

（4）函数sem_destroy(sem_t *sem)用来释放信号量sem。　
使用示例代码如下

//g++ semtest.cpp -o test -lpthread
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
sem_t sem;

/*function:获取当前时间，精确到毫秒  * */
int64_t getTimeMsec()
{
    struct  timeval    tv;
    gettimeofday(&tv, NULL);
    return tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000;
}

void* func_sem_wait(void* arg)
{
    printf("set wait\n");
    sem_wait(&sem);
    printf("sem wait success\n");
    int *running = (int*)arg;
    printf("func_sem_wait running\n");
    printf("%d\n", *running);
}

void* func_sem_timedwait(void* arg)
{
    timespec timewait;
    timewait.tv_sec = getTimeMsec() / 1000 + 2;
    timewait.tv_nsec = 0;
    printf("sem_timedwait\n");
    int ret = sem_timedwait(&sem, &timewait);
    printf("sem_timedwait,ret=%d\n", ret);
    printf("func_sem_timedwait running\n");
}

void* func_sem_post(void* arg)
{
    printf("func_sem_post running\n");
    printf("sem post\n");
    int *a = (int*)arg;
    *a = 6;
    sem_post(&sem);
    sem_post(&sem);
}

int main()
{
    sem_init(&sem, 0, 0);
    pthread_t thread[3];
    int a = 5;

    pthread_create(&(thread[0]), NULL, func_sem_wait, &a);
    printf("thread func_sem_wait\n");

    pthread_create(&(thread[2]), NULL, func_sem_timedwait, &a);
    printf("thread func_sem_timedwait\n");

    sleep(4);

    pthread_create(&(thread[1]), NULL, func_sem_post, &a);
    printf("thread func_sem_post\n");

    pthread_join(thread[0], NULL);
    pthread_join(thread[1], NULL);
    pthread_join(thread[2], NULL);
    sem_destroy(&sem);
}

1.19 说说僵尸进程和孤儿进程。

参考回答

我们知道在unix/linux中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，子进程在创建新的进程。子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程到底什么时候结束。当一个进程完成它的工作终止之后，它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态。
孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。
僵尸进程：一个进程使用fork创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵尸进程。

1.20 请介绍进程之间的通信方式。

参考回答

进程间通信主要有以下几种方式

管道pipe：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的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

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1.18 介绍一下信号量。

1.19 说说僵尸进程和孤儿进程。

1.20 请介绍进程之间的通信方式。

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