通信、锁

函数通信

• 简单通信方式：允许进程向其他进程发送简单信息

  • 命令行参数
  • 信号：受控于操作系统的非同步事件机制
  • shell环境变量
  • 程序退出状态码
  • 简单文件

• 匿名管道：允许共享文件描述符的线程、进程传递数据

  • 仅在进程内部存在，通常和进程分支合用作为父进程、 子进程之间的通信手段、线程之间通信

  • 依赖于类Unix下进程分支模型，可移植性差

• 具名管道FIFO：映射到系统的文件系统，允许不相关程序 进行交流

  • 是真正的外部文件，通过标准文件接口实现
  • 可以独立启动，局限于本地进程通信时可以替代套接字
  • 相较于普通外部文件，操作系统同步化FIFO访问，使之 适合IPC

• 套接字socket：映射到系统级别端口号

  • 允许远程联网机器程序之间交流
  • 可移植性较好，几乎所有平台都支持

• 共享内存：消息保存在函数外部，不随着函数栈清除消失

  • 全局变量
  • 类中变量

锁

• 线程/进程调度本质上是不确定的

• 并行编程中错误使用锁机制可能会导致随机数据损坏、其他 异常行为，即竞争条件

• 最好在临界区（对临界资源进行操作的部分代码）使用锁

死锁、预防

• 线程/进程同时获取多个锁

避免、预防方案

• 尽可能保证每个线程/进程只能同时保持一个锁

• 为程序中每个锁分配唯一ID，然后只允许按照升序规则使用 多个锁

  • 单纯按照对象ID递增顺序加锁不会产生循环依赖，而循环 依赖时死锁必要，从而避免进入死锁状态
  • 可以数学上证明，这样能保证程序不会进入死锁状态

检测、恢复方案

• 引入看门狗计数器：
  • 线程正常运行时每隔一段时间重置计数器
  • 没有发生死锁时正常运行
  • 一旦发生死锁，无法重置计数器导致计数器超时，程序通过 重启恢复自身状态