并发 是指在某一时间段内能够处理多个任务的能力,而 并行 是指同一时间能够处理多个任务的能力。并发和并行看起来很像,但实际上是有区别的,如下图(图片来源于网络):
阅读前面的文章,我们已经知道了进程是操作系统对正在运行的程序的抽象。现代操作系统中,进程通常需要和其他进程进行通信。我们称之为进程间通信 问题。又叫做IPC(Inter Process Communication) 问题。IPC主要解决以下3个问题:
对于信号量我们并不陌生。信号量在计算机科学中是一个很容易理解的概念。本质上,信号量就是一个简单的整数,对其进行的操作称为PV操作。进入某段临界代码段就会调用相关信号量的P操作;如果信号量的值大于0,该值会减1,进程继续执行。相反,如果信号量的值等于0,该进程就会等待,直到有其它程序释放该信号量。释放信号量的过程就称为V操作,通过增加信号量的值,唤醒正在等待的进程。
网上看了很多的嵌入式学习路线,有的比较片面,有的为了博人眼球东拼西凑,几乎把整个行业用得着用不着的技术都写上去了,没有侧重点,简直是劝退指南,还有的纯粹是打广告卖板子招生。
曾经是某见的教学总监,我带出来的学生也有大几千了,基本都从事linux相关开发工作。现在在各行各业也基本都是翘楚,有的都成公司技术主管,带领几十人上百人团队。
进程间通信(IPC,InterProcess Communication)是指在不同进程之间传播或交换信息。
打算给我们部门弄个内部分享。发现大家对一些底层知识的认知停留在一句一句的,比如听说JVM使用-XX:-UseBiasedLocking取消偏向锁可以提高性能,因为它只适用于非多线程高并发应用。使用数字对象的缓存-XX:AutoBoxCacheMax=20000比默认缓存-128~127要提高性能。对于JVM和linux内核,操作系统没有系统的概念,遇到实际问题往往没有思路。所以我的内部分享,主要分为linux部分,jvm部分和redis部分。这篇是linux篇。学习思路为主,知识为辅。我也是菜鸟一枚~~
两个进程的PCB创建虚拟地址空间然后映射到物理内存中,每个进程因为是独立的,所以在物理内存中的地址也不同。 那么共享内存是怎么做到的呢? 首先先在物理内存中申请一块内存。 然后讲这块内存通过页表映射分别映射到这两个进程的虚拟地址空间内,让这两个进程都能看到这块内存。(这里也称为进程和共享内存挂接) 最后如果不想通信了:
UNIX/Linux 是多任务的操作系统,通过多个进程分别处理不同事务来实现,如果多个进程要进行协同工作或者争用同一个资源时,互相之间的通讯就很有必要了
多线程编程已经成为了现代软件开发的重要组成部分。对于Linux操作系统而言,多线程的支持和实现更是被广泛应用。本文将通过详细解析Linux操作系统中的多线程概念、线程的创建与管理、同步与互斥、线程间通信等方面,并结合示例代码,来深入探讨Linux的多线程编程。
前言:非常早之前就接触过同步这个概念了,可是一直都非常模糊。没有深入地学习了解过,最近有时间了,就花时间研习了一下《linux内核标准教程》和《深入linux设备驱动程序内核机制》这两本书的相关章节。趁刚看完,就把相关的内容总结一下。
通过之前的学习,我们大致可以感受出来,共享内存,消息队列和信号量在使用的时候是有很多共性的。它们三个的接口,包括接口中传的参数有的都有很大的相似度。其实,共享内存,消息队列和信号量是操作系统针对本地进程间通信特意设计出来的system V版本的进程间通信(IPC,Inter Process Communication)技术。共享内存,消息队列和信号量所管理的资源称为IPC资源。在操作系统底层,共享内存,消息队列和信号量都是有相对应的结构体将它们维护起来的。
1、什么是进程,线程,有什么区别 2、多进程、多线程的优缺点 3、什么时候用进程,什么时候用线程 4、多进程、多线程同步(通讯)的方法 5、进程线程的状态转换图 。什么时候阻塞,什么时候就绪 6、父进程、子进程的关系以及区别 7、什么是进程上下文、中断上下文 8、一个进程可以创建多少线程,和什么有关 9、进程间通讯: (1)管道/无名管道(2)信号(3)共享内存(4)消息队列(5)信号量(6)socket 注意:临界区则是一种概念,指的是访问公共资源的程序片段,并不是一种通信方式。 10、线程通讯(锁): (1)信号量(2)读写锁(3)条件变量(4)互斥锁(5)自旋锁
前言:在大学的时候,我们班级上面都有很多人觉得学习UCOSII(包括UCOSIII)是没什么厉害的,因为很多人都喜欢去学习Linux操作系统,但是,但是,真实的对整个UCOSII操作系统进行学习,我可以保证,如果你是基于源码级别的阅读的话,绝对是不简单的。仅仅是调用几个API的话,是永远用不好UCOSII的操作系统的。还有你真正学通了UCOSII操作系统的话,那么你对Linux操作系统的内核也不会有太大的难度。
信号量(semaphore)本质上是一个计数器,用于多进程对共享数据对象的读取,它和管道有所不同,它不以传送数据为主要目的,它主要是用来保护共享资源(信号量也属于临界资源),使得资源在一个时刻只有一个进程独享。 在信号量进行PV操作时都为原子操作(因为它需要保护临界资源)。
要深入理解Linux内核中的同步与互斥的实现,需要先了解一下内联汇编:在C函数中使用汇编代码。
本篇博客我们就来聊一下combineLatest()的使用以及具体的实现方式。在之前的《iOS开发之ReactiveCocoa下的MVVM》的博客中我们已经聊过combineLatest()的用法,虽然是使用老版本的ReactiveCocoa和Objective-C语言介绍的,不过使用原理上都是一致的。都是将两个信号量进行合并,当其中一个信号量发出Value事件时,如果另一个信号量之前也发送过Value事件,那么就取出最后一个事件的Value值与当前发送的事件值进行合并,然后将合并后的值发送给新的信号量的观
进程与线程之间是有区别的,不过linux内核只提供了轻量进程的支持,未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念,而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
RT-Thread包括了很多不同类型的对象,如线程,信号量,互斥量等。在代码中,这些对象被汇总到一个枚举中(在rtdef.h中):
今天给大家介绍一位我的朋友,他是中科大软件学院的硕士,在去年秋招中斩获了多个互联网大厂的offer,后来他将自己从实习到秋招参加的一百多轮面试进行了总结,希望对即将找工作的大家有所帮助,以下为正文。
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。
Linux进程是系统中正在运行的程序的实例。每个进程都有一个唯一的进程标识符(PID),并且拥有自己的地址空间、内存、数据栈以及其他用于跟踪执行状态的属性。进程可以创建其他进程,被创建的进程称为子进程,创建它们的进程称为父进程。这种关系形成了一个进程树。
作者 | 马超 责编 | 张红月 出品 | CSDN博客 Serverless的核心理念就是函数式计算,开发者无须再关注具体的模块,云上部署的粒度变成了程序函数,自动伸缩、扩容等工作完全由云服务负责。 Serverless Computing,即”无服务器计算”,其实这一概念在刚刚提出的时候并没有获得太多的关注,直到2014年AWS Lambda这一里程碑式的产品出现。Serverless算是正式走进了云计算的舞台。2018年5月,Google在KubeCon+CloudNative 201
进程间通信(IPC,Inter-Process Communication),指至少两个进程或线程间传送数据或信号的一些技术或方法。
Linux系统内核是C语言编写的,所以,Linux系统开发可能会和很多系统API打交道,需要掌握C语言基础,C语言是Linux最基础的开发语言,当然也可以用C++。一般做与系统交互的模块时,用C语言多一些,做上层业务应用时,为了开发效率,会使用C++来开发,毕竟C++是面向对象的开发语言,适合大型项目的开发,方便模块化,代码复用率高。
匿名管道通信 认识管道 匿名管道 匿名管道测试 管道的四种情况 管道的五种特性 管道的读写规则
今天我想再来讨论一下高并发的问题,我们看到最近以Rust、Go为代表的云原生、Serverless时代的语言,在设计高并发编程模式时往往都会首推管道机制,传统意义上并发控制的利器如互斥体或者信号量都不是太推荐。
Linux 内核中的同步机制:原子操作、信号量、读写信号量、自旋锁的API、大内核锁、读写锁、大读者锁、RCU和顺序锁。 1、介绍 在现代操作系统里,同一时间可能有多个内核执行流在执行,即使单CPU内核也需要一些同步机制来同步不同执行单元对共享的数据的访问。 主流的Linux内核中的同步机制包括: 原子操作 信号量(semaphore) 读写信号量(rw_semaphore) 自旋锁spinlock 大内核锁BKL(Big Kernel Lock) 读写锁rwlock、 brlock(只包含在2.4内核中
大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 引子 在编译2.6内核的时候,你会在编译选项中看到[*] Enable futex support这一项,上网查,有的资料会告诉你”不选这个内核不一定能正确的运行使用glibc的程序”,那futex是什么?和glibc又有什么关系呢? 1. 什么是Futex Futex 是Fast Userspace muTexes的缩写,由Hubertus Franke, Matthew Kirkwood, Ingo Molnar and Rusty Russell共同设计完成。几位都是linux领域的专家,其中可能Ingo Molnar大家更熟悉一些,毕竟是O(1)调度器和CFS的实现者。 Futex按英文翻译过来就是快速用户空间互斥体。其设计思想其实 不难理解,在传统的Unix系统中,System V IPC(inter process communication),如 semaphores, msgqueues, sockets还有文件锁机制(flock())等进程间同步机制都是对一个内核对象操作来完成的,这个内核对象对要同步的进程都是可见的,其提供了共享 的状态信息和原子操作。当进程间要同步的时候必须要通过系统调用(如semop())在内核中完成。可是经研究发现,很多同步是无竞争的,即某个进程进入 互斥区,到再从某个互斥区出来这段时间,常常是没有进程也要进这个互斥区或者请求同一同步变量的。但是在这种情况下,这个进程也要陷入内核去看看有没有人 和它竞争,退出的时侯还要陷入内核去看看有没有进程等待在同一同步变量上。这些不必要的系统调用(或者说内核陷入)造成了大量的性能开销。为了解决这个问 题,Futex就应运而生,Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。首先,同步的进程间通过mmap共享一段内存,futex变量就位于这段共享 的内存中且操作是原子的,当进程尝试进入互斥区或者退出互斥区的时候,先去查看共享内存中的futex变量,如果没有竞争发生,则只修改futex,而不 用再执行系统调用了。当通过访问futex变量告诉进程有竞争发生,则还是得执行系统调用去完成相应的处理(wait 或者 wake up)。简单的说,futex就是通过在用户态的检查,(motivation)如果了解到没有竞争就不用陷入内核了,大大提高了low-contention时候的效率。 Linux从2.5.7开始支持Futex。 2. Futex系统调用 Futex是一种用户态和内核态混合机制,所以需要两个部分合作完成,linux上提供了sys_futex系统调用,对进程竞争情况下的同步处理提供支持。 其原型和系统调用号为 #include <linux/futex.h> #include <sys/time.h> int futex (int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout,int *uaddr2, int val3); #define __NR_futex 240 虽然参数有点长,其实常用的就是前面三个,后面的timeout大家都能理解,其他的也常被ignore。 uaddr就是用户态下共享内存的地址,里面存放的是一个对齐的整型计数器。 op存放着操作类型。定义的有5中,这里我简单的介绍一下两种,剩下的感兴趣的自己去man futex FUTEX_WAIT: 原子性的检查uaddr中计数器的值是否为val,如果是则让进程休眠,直到FUTEX_WAKE或者超时(time-out)。也就是把进程挂到uaddr相对应的等待队列上去。 FUTEX_WAKE: 最多唤醒val个等待在uaddr上进程。 可见FUTEX_WAIT和FUTEX_WAKE只是用来挂起或者唤醒进程,当然这部分工作也只能在内核态下完成。有些人尝试着直接使用futex系统调 用来实现进程同步,并寄希望获得futex的性能优势,这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。futex同步机制还包括用户态 下的操作,我们将在下节提到。 3. Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始,首先创建一个futex同步变量,也就是位于共享内存的一个整型计数器。 当 进程尝试持有锁或者要进入互斥区的时候,对futex执行”down”操作,即原子性的给futex同步变量减1。如果同步变量变为0,则没有竞争发生, 进程照常执行。如果同步变量是个负数,则意味着有竞争发生,需要调用futex系统调用的futex_wait操作休眠当前进程。 当进程释放锁或 者要离开互斥区的时候,对futex进行”up”操作,
顾名思义,共享内存就是允许两个不相关的进程访问同一个逻辑内存。共享内存是在两个正在运行的进程之间共享和传递数据的一种非常有效的方式。不同进程之间共享的内存通常安排为同一段物理内存。进程可以将同一段共享内存连接到它们自己的地址空间中,所有进程都可以访问共享内存中的地址,就好像它们是由用C语言函数malloc分配的内存一样。而如果某个进程向共享内存写入数据,所做的改动将立即影响到可以访问同一段共享内存的任何其他进程。
现在把一些问题总结一下,算是记录一下面试的经历吧。以后有空简单地回答一下,
进互联网公司操作系统和网络库是基础技能,面试过不去的看,这里基于嵌入式操作系统分几章来总结一下任务调度、内存分配和网络协议栈的基础原理和代码实现。
信号量的概念参见这里。 与消息队列和共享内存一样,信号量集也有自己的数据结构: struct semid_ds { struct ipc_perm sem_perm; /* Ownership a
(1)复制的内容不同。strcpy只能复制字符串,而memcpy可以复制任意内容,例如字符数组、整型、结构体、类等。
串口中断属于STM32本身的资源,不涉及到FreeRTOS,但可与FreeRTOS配合使用。
之前已经讲了通过管道来进行进程间通信,匿名管道是通过子进程继承父进程的文件描述符表来使两个进程看到同一份匿名管道文件实现的,有名管道是通过文件名作为唯一标识来使两个毫不相干的进程看到同一份资源。管道通信是基于文件系统的通信方式。而System V是操作系统提供的聚焦于本地通信的通信方式,本文介绍System V主要是介绍共享内存这种通信方式。
我们使用过windows的都知道,当一个程序被卡死的时候不管怎样都没反应,这样我们就可以打开任务管理器直接强制性的结束这个进程,这个方法的实现就是和Linux上通过生成信号和捕获信号来实现相似的,运行过程中进程捕获到这些信号做出相应的操作使最终被终止。
因业务需要,过去一年从熟悉的Android开发开始涉及嵌入式Linux开发,编程语言也从Java/Kotlin变成难上手的C++,这里面其实有很多差异点,特此整理本文来详细对比这两者开发的异同,便于对嵌入式Linux开发感兴趣的同学一些参考。
每个进程的用户地址空间都是独立的,一般而言是不能互相访问的,但内核空间是每个进程都共享的, 所以进程之间要通信必须通过内核。
在 「关于我 」那篇博文里,朋友们应该知道了我不是科班出身,是由机械强行转行到Linux应用开发方向。下面我就详细向大家介绍自己这一路上的转行历程,希望对大家有所启发。
在上一篇文章中,我们探讨了进程间通信的三种常见机制:管道、消息队列和共享内存。我们了解到,这些机制各有其特点和适用场景,可以根据实际需求选择合适的机制进行进程间通信。然而,进程间通信并不仅限于这三种方式。
有时候我们的进程在工作的时候,需要同时配合来干多件事情。比如,我们规定一个进程用来写入数据,另一个进程用来读取数据。
当程序被停住了,你可以用continue命令恢复程序的运行直到程序结束,或下一个断点到来。也可以使用step或next命令单步跟踪程序。
我们在Linux信号基础中已经说明,信号可以看作一种粗糙的进程间通信(IPC, interprocess communication)的方式,用以向进程封闭的内存空间传递信息。为了让进程间传递更多的信息量,我们需要其他的进程间通信方式。这些进程间通信方式可以分为两种: 管道(PIPE)机制。在Linux文本流中,我们提到可以使用管道将一个进程的输出和另一个进程的输入连接起来,从而利用文件操作API来管理进程间通信。在shell中,我们经常利用管道将多个进程连接在一起,从而让各个进程协作,实现复杂的功能。 传
除了原子操作,中断屏蔽,自旋锁以及自旋锁的衍生锁之外,在Linux内核中还存在着一些其他同步互斥的手段。
在了解内存对齐之前,先来明确几个关于操作系统的概念,更加方面我们对内存对齐的理解。
在软件开发中使用多线程可以大大的提升用户体验度,增加工作效率。iOS系统中提供了多种分线程编程的方法,在前两篇博客都有提及:
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