一、进程与线程的区别是什么？
进程与线程是操作系统中两种不同的执行单元，它们在资源使用、调度方式、通信机制等方面存在显著的区别。以下是进程与线程之间的主要区别：
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定义：
- 进程：进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位，是程序的一次执行实例。每个进程都有自己的独立内存空间，一个进程至少有一个线程，即主线程。
- 线程：线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自身基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如执行栈），但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
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资源拥有：
- 进程拥有独立的内存空间，每个进程都有自己独立的地址空间。
- 线程共享进程的地址空间和资源，如内存、文件句柄等。
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创建开销：
- 创建进程的开销相对较大，因为需要分配独立的内存空间和系统资源。
- 创建线程的开销相对较小，因为线程可以共享进程的资源。
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执行方式：
- 进程是程序的执行流的独立实体，进程间切换需要更多的时间，因为涉及到独立的内存空间和上下文切换。
- 线程是进程中的执行流，同一进程内的线程切换更快，因为它们共享相同的内存空间和资源。
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通信方式：
- 进程间通信（IPC）需要特定的机制，如管道、消息队列、共享内存或套接字等。
- 线程间通信更简单，因为它们共享相同的内存空间，可以直接读写公共资源。
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独立性：
- 进程是独立的执行单元，一个进程崩溃不会直接影响到其他进程。
- 线程是进程的一部分，一个线程的崩溃可能会影响同一进程内其他线程的执行。
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系统调度：
- 进程是资源分配和调度的基本单位，操作系统根据进程来分配资源和进行调度。
- 线程是CPU调度的基本单位，线程的创建和撤销不会影响进程的运行。
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系统资源限制：
- 每个进程都有其独立的资源限制，如CPU时间、内存使用等。
- 线程共享其所属进程的资源限制。
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上下文切换：
- 进程间的上下文切换开销较大，因为涉及到不同的内存空间和系统资源。
- 线程间的上下文切换开销较小，因为它们共享相同的内存空间。
理解进程与线程的区别对于设计高效、可靠的并发程序至关重要。在实际应用中，开发者需要根据程序的需求和资源管理的复杂性来选择使用进程还是线程。
二、什么是死锁，如何避免死锁？
什么是死锁？
死锁是指在多任务环境中，两个或多个进程在执行过程中因争夺资源而造成的一种僵局。当每个进程都持有一定的资源并等待其他进程释放它们所需的资源时，如果这些资源都被其他进程占有且不释放，那么所有进程都将无法继续执行，这种状态就称为死锁。
死锁通常具备以下四个必要条件，它们被称为死锁的“柯里条件”：
- 互斥条件：资源不能被多个进程共享，只能由一个进程使用。
- 占有和等待条件：进程至少持有一个资源，并且正在等待获取其他进程持有的资源。
- 不可剥夺条件：已经分配给一个进程的资源，在该进程使用完之前，不能被强行夺走。
- 循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待关系，即进程间形成了一个等待的闭环。
如何避免死锁？
避免死锁通常需要破坏上述死锁的四个必要条件之一或多个。以下是一些常见的避免死锁的策略：
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破坏互斥条件：
- 这通常是不可能的，因为有些资源天生就是不可共享的。但是，可以通过设计资源的使用方式来减少资源的独占性。
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破坏占有和等待条件：
- 要求进程在开始执行前一次性地请求所有需要的资源。这可以避免进程在持有部分资源的情况下等待其他资源。
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破坏不可剥夺条件：
- 当一个进程请求资源被拒绝时，它可以释放已占有的资源，待以后再次请求。这可以通过资源的动态分配和回收来实现。
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破坏循环等待条件：
- 通过定义资源类型的线性顺序，要求所有进程按照这个顺序请求资源，从而避免循环等待。
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资源分配策略：
- 银行家算法是一种著名的避免死锁的资源分配策略，它通过预分配资源和检测安全状态来避免死锁。
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死锁检测与恢复：
- 即使采取了预防措施，死锁仍然可能发生。因此，系统可以定期检测死锁的存在，并采取措施恢复，比如终止进程或回滚操作。
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使用锁的策略：
- 避免嵌套锁和死循环锁，确保锁的获取顺序一致，使用超时机制等。
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操作系统和编程语言支持：
- 使用高级的并发控制机制，如信号量、互斥锁等，它们通常由操作系统或编程语言提供，可以内置死锁预防或检测机制。
通过这些策略，可以在设计和实现并发系统时减少死锁的风险。然而，完全避免死锁可能是不现实的，因此在系统设计时需要权衡各种策略的实用性和效率。
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