线程间同步方式
互斥锁：给共享资源加一把锁，有锁的线程才能用资源
读写锁：多个线程同时读，只允许一个线程写
信号量：允许多线程同时访问同一资源，但是要控制最大线程数量
屏障：多个线程执行到某个相同的阶段，再一起进行执行
事件：把资源发生的变化通知给所有的线程
PCB
Process Control Block ：进程控制块 。操作系统管理进程的数据结构，一个进程一个PCB
PCB包含内容：
- 进程的描述信息，包括进程的名称、标识
- 进程的调度信息，包括进程阻塞原因、进程状态（就绪、运行、阻塞等）、进程优先级（标识进程的重要程度）
- 进程对资源的需求情况，包括 CPU 时间、内存空间、I/O 设备
- 进程打开的文件信息，包括文件描述符、文件类型、打开模式
- 处理机的状态信息（由处理机的各种寄存器中的内容组成的），包括通用寄存器、指令计数器、程序状态字 PSW、用户栈指针
进程的状态
- 创建(new)：进程正在被创建，尚未到就绪状态。
- 就绪(ready)：进程已处于准备运行状态，即进程获得了除了处理器之外的一切所需资源，一旦得到处理器资源(处理器分配的时间片)即可运行。
- 运行(running)：进程正在处理器上运行(单核 CPU 下任意时刻只有一个进程处于运行状态)。
- 阻塞(waiting)：又称为等待状态，进程正在等待某一事件而暂停运行如等待某资源为可用或等待 IO 操作完成。即使处理器空闲，该进程也不能运行。
- 结束(terminated)：进程正在从系统中消失。可能是进程正常结束或其他原因中断退出运行
进程间的通信方式
- 管道/匿名管道(Pipes)：用于有亲缘关系的父子进程或者兄弟进程的通信。
- 有名管道(Named Pipes) : 匿名管道没有名字，只能用于亲缘关系的进程间通信。有名管道严格遵循 先进先出(First In First Out) 。有名管道以磁盘文件的方式存在，可以实现本机任意两个进程通信。
- 信号(Signal)：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
- 消息队列(Message Queuing)：消息队列是消息的链表,具有特定的格式,存放在内存中并由消息队列标识符标识。数据先进先出。与管道（无名管道：只存在于内存中的文件；命名管道：存在于实际的磁盘介质或者文件系统）不同的是消息队列存放在内核中，只有在内核重启(即，操作系统重启)或者显式地删除一个消息队列时，该消息队列才会被真正的删除。消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取.比 FIFO 更有优势。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
- 信号量(Semaphores)：信号量是一个计数器，用于多进程对共享数据的访问，信号量的意图在于进程间同步。这种通信方式主要用于解决与同步相关的问题并避免竞争条件。
- 共享内存(Shared memory)：使得多个进程可以访问同一块内存空间，不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据的更新。这种方式需要依靠某种同步操作，如互斥锁和信号量等。这是最有用的进程间通信方式。
- 套接字(Sockets) : 用于客户端和服务器通过网络进行通信。套接字是支持 TCP/IP 的网络通信的基本操作单元，是不同主机进程双向通信的端点，是通信两方约定，用套接字中的函数来完成通信过
进程的调度算法
- 先到先服务(FCFS，First Come, First Served) : 谁先来谁先执行，立即执行并一直执行到完成或发生某事件而被阻塞放弃占用 CPU 时再重新调度。
- 短作业优先(SJF，Shortest Job First) : 估计运行时间最短的进程先执行，立即执行并一直执行到完成或发生某事件而被阻塞放弃占用 CPU 时再重新调度。
- 时间片轮转（RR，Round-Robin） : 时间片轮转调度是一种最古老，最简单，最公平且使用最广的算法。每个进程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间。
- 多级反馈队列（MFQ，Multi-level Feedback Queue）：短进程优先，仅照顾了短进程而忽略了长进程 。多级反馈队列既能使高优先级的作业得到响应又能使短作业（进程）迅速完成。，是目前被公认的一种较好的进程调度算法，UNIX 操作系统用它。
- 优先级（Priority）：为进程分配优先级，优先级高的先执行。相同优先级进程先到先服务。根据内存，时间或任何其他资源要求来确定优先级
僵尸进程和孤儿进程
在 Unix/Linux 系统中，子进程通过 fork()系统调用创建，会创建一个新进程，是原有进程的副本。子父进程运行相互独立，有各自的 PCB，父进程结束了，子进程仍可继续运行。
进程调用 exit()系统调用结束运行，内核会释放该进程所有资源，包括打开的文件、占用的内存等，但对应的 PCB 仍在系统中。这些信息只有在父进程调用 wait()或 waitpid()系统调用时才被释放，为了让父进程得到子进程的状态信息。
- 僵尸进程：子进程已终止，但父进程仍运行，且父进程没有调用 wait()或 waitpid()获取子进程状态信息，释放子进程占用的资源，导致子进程的 PCB 还在系统中，但无法被进一步使用。这种情况，子进程就是“僵尸进程”。
- 孤儿进程：父进程已终止或者不存在，但子进程仍运行。这种情况，子进程就是孤儿进程。孤儿进程是由于父进程意外终止或未及时调用 wait()或 waitpid()回收子进程导致的。为避免孤儿进程占用系统资源，操作系统会将孤儿进程的父进程设置为 init 进程（进程号为 1），由其回收孤儿进程的资源
Linux 用 Top 命令查找是否有僵尸进程，zombie 值表示僵尸进程的数量，为 0 代表没有僵尸进程
死锁
多个进程/线程同时被阻塞，它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放，但此资源被其他进程/线程占用，形成死循环。由于进程/线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止
举例：进程 A 占用资源 X 并且请求资源 Y，而进程 B 已经占用了资源 Y 并请求资源 X。两个进程都在等待对方释放资源，无法继续执行，陷入了死锁状态
产生死锁的四个必要条件：
- 互斥：资源必须处于非共享模式，即一次只有一个进程可以使用。如果另一进程申请该资源，那么必须等待直到该资源被释放为止。
- 占有并等待：一个进程至少应该占有一个资源，并等待另一资源，而该资源被其他进程所占有。
- 非抢占：资源不能被抢占。只能在持有资源的进程完成任务后，该资源才会被释放。
- 循环等待：有一组等待进程
{P0, P1,..., Pn}， P0 等待的资源被 P1 占有，P1 等待的资源被 P2 占有，……，Pn-1 等待的资源被 Pn 占有，Pn 等待的资源被 P0 占有
死锁的解除：
- 立即结束所有进程，重启操作系统：这种方法简单，但以前所在的工作全部作废，损失很大。
- 撤销涉及死锁的所有进程，解除死锁后继续运行：这种方法能彻底打破死锁的循环等待条件，但将付出很大代价，例如有些进程可能已经计算了很长时间，由于被撤销而使产生的部分结果也被消除了，再重新执行时还要再次进行计算。
- 逐个撤销涉及死锁的进程，回收其资源直至死锁解除。
- 抢占资源：从涉及死锁的进程中抢占资源，把夺得的资源再分配给涉及死锁的进程直至死锁解除
