update OS part

CharonChui · CharonChui · commit 35167870d738 · 2023-06-28T17:06:55.000+08:00
diff --git a/OperatingSystem/2.进程与线程.md b/OperatingSystem/2.进程与线程.md
@@ -323,8 +323,9 @@ A给B发送信号，B收到信号之前执行自己的代码，收到信号后
 
 信号的特质：由于信号是通过软件方法实现，其实现手段导致信号有很强的延时性。但对于用户来说，这个延迟时间非常短，不易察觉。
 每个进程收到的所有信号，都是由内核负责发送的，内核处理。
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-    
+```c
+int kill(pid_t pid, int sig);
+```
 
     两个或多个进程可以通过简单的信号进行合作，可以强迫一个进程在某个位置停止，直到它接收到一个特定的信号。信号量是一个特殊的变量。用于进程间传递信息的一个整数值。
 
@@ -337,16 +338,37 @@ A给B发送信号，B收到信号之前执行自己的代码，收到信号后
     操作系统会中断目标程序的进程来向其发送信号、在任何非原子指令中，执行都可以中断，如果进程已经注册了新号处理程序，那么就执行进程，如果没有注册，将采用默认处理的方式。
 
    信号效率非常高，但是可携带的数据有限，只能写到一个标志位，无法携带其他数据。
+
+    不建议使用信号完成进程间通信，因为信号的优先级太高，产生信号之后会打断程序的执行。
+
+
 - 信号量
 
     信号量（semaphore）是由荷兰人E.W.Dijkstra在20世纪60年代所构思出的一种程序设计构造。其原型来源于铁路的运行：在一条单轨铁路上，任何时候只能有一列列车行驶在上面。而管理这条铁路的系统就是信号量。任何一列火车必须等到表明铁路可以行驶的信号后才能进入轨道。当一列列车进入单轨运行后，需要将信号改为禁止进入，从而防止别的火车同时进入轨道。而当列车驶出单轨后，则需要将信号变回允许进入状态。这很像以前的旗语，在计算机里，信号量实际上就是一个简单整数。一个进程在信号变为0或者1的情况下推进，并且将信号变为1或0来防止别的进程推进。当进程完成任务后，则将信号再改变为0或1，从而允许其他进程执行。需要注意的是，信号量不只是一种通信机制，更是一种同步机制。
 
 - Shared Memory共享内存
 
-    管道、套接字、信号、信号量，虽然满足了多种通信需要，但还是有一种需要未能满足。这就是两个进程需要共享大量数据。这就像两个人，他们互相喜欢，并想要一起生活时（共享大量数据量），打电话、握手、对白等就显得不够了，这个时候需要的是拥抱，只有将其紧紧拥抱于怀，感觉才最到位，也才能尽可能地共享。进程的拥抱就是共享内存。共享内存就是两个进程共同拥有同一片内存。对于这片内存中的任何内容，二者均可以访问。要使用共享内存进行通信，一个进程首先需要创建一片内存空间专门作为通信用，而其他进程则将该片内存映射到自己的（虚拟）地址空间。这样，读写自己地址空间中对应共享内存的区域时，就是在和其他进程进行通信。乍一看，共享内存有点像管道，有些管道不也是一片共享内存吗？这是形似而神不似。首先，使用共享内存机制通信的两个进程必须在同一台物理机器上；其次，共享内存的访问方式是随机的，而不是只能从一端写，另一端读，因此其灵活性比管道和套接字大很多，能够传递的信息也复杂得多。共享内存的缺点是管理复杂，且两个进程必须在同一台物理机器上才能使用这种通信方式。共享内存的另外一个缺点是安全性脆弱。因为两个进程存在一片共享的内存，如果一个进程染有病毒，很容易就会传给另外一个进程。就像两个紧密接触的人，一个人的病毒是很容易传染另外一个人的。这里需要注意的是，使用全局变量在同一个进程的进程间实现通信不称为共享内存。
+    管道、套接字、信号、信号量，虽然满足了多种通信需要，但还是有一种需要未能满足。这就是两个进程需要共享大量数据。这就像两个人，他们互相喜欢，并想要一起生活时（共享大量数据量），打电话、握手、对白等就显得不够了，这个时候需要的是拥抱，只有将其紧紧拥抱于怀，感觉才最到位，也才能尽可能地共享。进程的拥抱就是共享内存。    
+    共享内存就是两个进程共同拥有同一片内存。对于这片内存中的任何内容，二者均可以访问。要使用共享内存进行通信，一个进程首先需要在内核中创建一片内存空间专门作为通信用，然后该进程与这片内存空间进行关联，而其他进程则将该片内存映射到自己的（虚拟）地址空间。    
+    这样，读写自己地址空间中对应共享内存的区域时，就是在和其他进程进行通信。乍一看，共享内存有点像管道，有些管道不也是一片共享内存吗？这是形似而神不似：- 首先，使用共享内存机制通信的两个进程必须在同一台物理机器上；
+- 其次，共享内存的访问方式是随机的，而不是只能从一端写，另一端读，因此其灵活性比管道和套接字大很多，能够传递的信息也复杂得多。
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+共享内存的缺点是管理复杂，且两个进程必须在同一台物理机器上才能使用这种通信方式。共享内存的另外一个缺点是安全性脆弱。因为两个进程存在一片共享的内存，如果一个进程染有病毒，很容易就会传给另外一个进程。就像两个紧密接触的人，一个人的病毒是很容易传染另外一个人的。这里需要注意的是，使用全局变量在同一个进程的进程间实现通信不称为共享内存。
 
-    共享内存是进程通信中最快的一种方法，因为数据不需要在进程间复制，而可以直接映射到各个进程的地址空间中。在共享内存中要注意的一个问题是：当多个进程对共享内存区域进行访问时，要注意这些进程之间的同步问题。例如，如果server正在向共享内存区域中写数据，那么client进程就不能访问这些数据，直到server全部写完之后，client才可以访问。为了实现进程间的同步问题，通常使用前面介绍过的信号量来实现这一目标。一个共享内存段可以由一个进程创建，然后由任意共享这一内存段的进程对它进行读写。当进程间需要通信时，一个进程可以创建一个共享内存段，然后需要通信的各个进程就可以在信号量的控制下保持同步，在这里交换数据，完成通信。
+    共享内存是进程通信中最快的一种方法，因为数据不需要在进程间复制，而可以直接映射到各个进程的地址空间中。在共享内存中要注意的一个问题是：当多个进程对共享内存区域进行访问时，要注意这些进程之间的同步问题。    
+例如，如果server正在向共享内存区域中写数据，那么client进程就不能访问这些数据，直到server全部写完之后，client才可以访问。    
+为了实现进程间的同步问题，通常使用前面介绍过的信号量来实现这一目标。一个共享内存段可以由一个进程创建，然后由任意共享这一内存段的进程对它进行读写。    
+当进程间需要通信时，一个进程可以创建一个共享内存段，然后需要通信的各个进程就可以在信号量的控制下保持同步，在这里交换数据，完成通信。
+创建共享内存: 
+```c
+#include <sys/ipc.h>
+#include <sys/shm.h>
+// 创建或者获得共享内存ID
+int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
+// 连接共享内存
+void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
 
+```
 
 - FIFO
 
@@ -360,16 +382,16 @@ FIFO常被称为命名管道，以区分管道(pipe)。管道(pipe)只能用于
 
 
 - 存储映射
-       存储映射I/O (Memory-mapped I/O) 使一个磁盘文件与存储空间中的一个缓冲区相映射。于是当从缓冲区中取数据，就相当于读文件中的相应字节。于此类似，将数据存入缓冲区，则相应的字节就自动写入文件。这样，就可在不适用read和write函数的情况下，使用地址（指针）完成I/O操作。
-       使用这种方法，首先应通知内核，将一个指定文件映射到存储区域中。这个映射工作可以通过mmap函数来实现。
-总结：使用mmap时务必注意以下事项：
-1.     创建映射区的过程中，隐含着一次对映射文件的读操作。
-2.     当MAP_SHARED时，要求：映射区的权限应 <=文件打开的权限(出于对映射区的保护)。而MAP_PRIVATE则无所谓，因为mmap中的权限是对内存的限制。
-3.     映射区的释放与文件关闭无关。只要映射建立成功，文件可以立即关闭。
-4.     特别注意，当映射文件大小为0时，不能创建映射区。所以：用于映射的文件必须要有实际大小！！   mmap使用时常常会出现总线错误，通常是由于共享文件存储空间大小引起的。
-5.     munmap传入的地址一定是mmap的返回地址。坚决杜绝指针++操作。
-6.     如果文件偏移量必须为4K的整数倍
-7.     mmap创建映射区出错概率非常高，一定要检查返回值，确保映射区建立成功再进行后续操作。
+   存储映射I/O (Memory-mapped I/O) 使一个磁盘文件与存储空间中的一个缓冲区相映射。于是当从缓冲区中取数据，就相当于读文件中的相应字节。于此类似，将数据存入缓冲区，则相应的字节就自动写入文件。这样，就可在不适用read和write函数的情况下，使用地址（指针）完成I/O操作。     
+   使用这种方法，首先应通知内核，将一个指定文件映射到存储区域中。这个映射工作可以通过mmap函数来实现。     
+总结：使用mmap时务必注意以下事项：    
+1. 创建映射区的过程中，隐含着一次对映射文件的读操作。
+2. 当MAP_SHARED时，要求：映射区的权限应 <=文件打开的权限(出于对映射区的保护)。而MAP_PRIVATE则无所谓，因为mmap中的权限是对内存的限制。
+3. 映射区的释放与文件关闭无关。只要映射建立成功，文件可以立即关闭。
+4. 特别注意，当映射文件大小为0时，不能创建映射区。所以：用于映射的文件必须要有实际大小！！   mmap使用时常常会出现总线错误，通常是由于共享文件存储空间大小引起的。
+5. munmap传入的地址一定是mmap的返回地址。坚决杜绝指针++操作。
+6. 如果文件偏移量必须为4K的整数倍
+7. mmap创建映射区出错概率非常高，一定要检查返回值，确保映射区建立成功再进行后续操作。
 
 - 匿名映射
 
@@ -388,8 +410,6 @@ int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
     进程与其它的进程进行通信而不必借助共享数据，通过互相发送和接收消息，建立一条通信链路。
 
 
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 ## 进程调度
 
 当一个计算机是多道程序设计系统时，会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时，就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用，那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做调度程序(scheduler) 的角色存在，它就是做这件事儿的，该程序使用的算法叫做调度算法(scheduling algorithm) 。进程调度就是处理器调度(上下文切换)。
