面试题学习笔记 | 操作系统 - 进程
线程和进程有什么区别
对于这个问题，首先我们要了解什么是进程，什么是线程
进程（process）：一个运行中的程序实例，拥有独立的内存空间和系统资源。进程是操作系统分配资源的基本单位
线程（thread）：属于进程，也被称为轻量级进程，更加轻量化。多个线程可以在同一个进程里同时执行，共享进程的内存空间和资源（比如文件句柄、数据段），但是每个线程有独立的栈和寄存器。线程是CPU 调度的基本单位
二者的主要区别还体现在以下两个方面：
资源消耗不同：
进程需要为其分配独立的内存空间和系统资源，创建和切换进程的开销较大
线程直接共享进程的资源，创建线程的开销较小，线程切换的开销也小于进程切换
通信方式不同：
进程之间由于内存空间独立，通信较为复杂，需要使用管道、消息队列、共享内存、套接字等方式
线程共享进程的内存空间，可以直接读写内存，但需要同步机制防止数据错误
进程之间的通信方式有哪些
常见的进程之间的通信方式有以下几种：
管道（pipes）：
单向通信方式，允许父进程和子进程之间或者在同一主机上的不同进程传递数据
分为匿名管道（父子进程之间）和命名管道（可用于无亲缘关系的进程间通信）
消息队列（message queues）：
允许进程发送消息到队列，接收方按需求获取，支持跨进程通信
共享内存（shared memory）：
允许多个进程访问同一块内存区域，实现快速数据交换
需要使用同步机制防止竞态条件和数据不一致问题
信号量（semaphores）：
用于管理共享资源访问，实现进程间互斥与同步
信号（signal）：
一种异步通信方式，用于通知目标进程发生特定事件（如中断、终止）
套接字（socket）：
网络通信基础，允许不同主机上的进程进行通信
文件（file）：
进程可通过读写文件进行通信，常用于间接通信（如临时文件、共享文件）
进程调度算法有哪些
常见的进程调度算法有以下几种：
先来先服务（FCFS，First-Come, First-Served）：
按照进程到达顺序调度，适用于批处理系统
简单易实现，但可能长任务拖延短任务
短作业优先（SJF，Shortest Job First）：
优先调度执行时间最短的进程，减少平均等待时间
分为抢占式和非抢占式
需要预先知道任务执行时间，交互式系统中可行性低
优先级调度（Priority Scheduling）：
根据进程优先级进行调度，优先级高的进程先执行
可能导致低优先级进程长期得不到调度（饥饿现象）
时间片轮转（RR，Round Robin）：
为每个进程分配固定时间片，时间片结束后调度下一个进程
适用于交互式系统，提高系统响应性能
时间片大小影响系统性能
最高响应比优先（HRRN，Highest Response Ratio Next）：
通过计算响应比选择下一个调度进程
适用于批处理环境，可平衡长短任务的等待时间，防止短任务过多导致长任务饥饿
多级反馈队列调度（MLFQ，Multilevel Feedback Queue）：
结合多个调度策略，适用于多任务、多类型操作系统
进程被放入不同优先级队列，优先级高的先执行
执行时间越长，优先级可能降低
总结
线程和进程：进程是资源分配单位，线程是CPU 调度单位。线程共享进程资源，开销小，但需要同步机制
进程通信：包括管道、消息队列、共享内存、信号量、信号、套接字、文件，各有适用场景
调度算法：包括FCFS、SJF、优先级调度、RR、HRRN、MLFQ，不同算法适用于不同应用场景