进程与线程
多线程同步
锁与信号量
互斥与同步的实现和使用,主要的方法有两种:锁和信号量.
锁
可以分为忙等待锁和无忙等待锁；
忙等待锁：
- 也被称作 自旋锁；
- 可由Test-and-Set指令(原子指令)实现;
- 当获取不到锁时,线程会一直while循环.
无等待锁： 没获取到锁时，把当前线程放入到锁的等待队列,然后执行调度程序，把CPU让给其他线程.
信号量
- 互斥：信号量初值为1；
- 同步：信号量初值为0；
生产者-消费者问题
- ⽣产者在⽣成数据后，放在⼀个缓冲区中；
- 消费者从缓冲区取出数据处理；
- 任何时刻，只能有⼀个⽣产者或消费者可以访问缓冲区；
哲学家就餐问题
要解决死锁问题。 对于互斥访问有限的竞争问题（如 I/O 设备）⼀类的建模过程⼗分有⽤。
- 哲学家围在⼀起先思考，思考中途饿了就会想进餐；
- 哲学家要拿到左右两边的叉⼦才进餐；
- 吃完后，会把两⽀叉⼦放回原处，继续思考；
方案一： 让偶数编号的哲学家「先拿左边的叉⼦后拿右边的叉⼦」，奇数编号的哲学家「先拿右边的叉⼦后拿左边的叉⼦」。
读者-写者问题
为数据库的访问建立了模型.
- 读-读允许：同⼀时刻，允许多个读者同时读
- 读-写互斥：没有写者时读者才能读，没有读者时写者才能写
- 写-写互斥：没有其他写者时，写者才能写
方案:
死锁
死锁只有同时满足以下四个条件才会发生:
互斥
持有并等待
不可剥夺
环路等待
避免死锁问题的发生
只需要破坏其中一个条件就可以。
使用资源有序分配法： 破坏环路等待条件。
使线程A和线程B总是以相同的顺序申请⾃⼰想要的资源。
悲观锁和乐观锁
互斥锁： 加锁失败后，线程会释放CPU，给其他进程。
- 加锁失败时,会从 用户态 陷入 内核态，让内核帮我们切换线程.
- 会有两次线索上下文切换的成本：运行->堵塞；堵塞->就绪。
- 所以，如果被锁住的代码执行时间很短，就应该选自旋锁。
自旋锁：
- 在 用户态 完成加锁和解锁。
读写锁：
- 当写锁没有被线程持有时，多个线程能并发持有读锁；
- 当写锁被某线程持有后，其他线程获取读锁或写锁的操作会被堵塞。
读优先：
写优先：
公平读写锁： 用队列把获取锁的线程排队，不管是写线程还是读线程都按FIFO原则加锁。
悲观锁：
互斥锁，自选锁，读写锁都属于悲观锁。 悲观锁认为并发访问共享资源时，冲突概率高；所以在访问前必须先加锁。
乐观锁：
若冲突概率非常低，可以使用乐观锁。 它的工作方式是，在访问共享资源时，不用先加锁；修改完资源后，再验证这段时间内有无冲突；若没有其他线程修改资源，则操作完成；否则放弃本次操作。
调度算法
进程调度算法
见 操作系统(上)。
页面置换算法
缺页中断
若第4步找不到空闲的物理页，则需要 页面置换算法 。
页表项：
- 状态位：是否在物理内存中。
- 访问字段：记录访问次数，供置换算法参考。
- 修改位：调入内存后，是否被修改过；由于内存中的每一页都在磁盘上保留一份副本，如果没修改过，则置换该页时就不需要将该页写回磁盘。
最佳页面置换算法(OPT)
置换在未来最长时间不访问的页面。
不可能实现。衡量其他算法效率用。
先进先出置换算法(FIFO)
最近最久未使用的置换算法(LRU)
时钟页面置换算法(Lock)
最不常用置换算法(LFU)
选择 访问次数 最少的页面并淘汰。
磁盘调度算法
磁盘由盘片，磁道，扇区组成。寻道是最耗时的部分。
以98，183，37，122，14，124，65，67为例：
先来先服务算法
最短寻道时间优先算法
优先选择离磁头最近的请求。
扫描算法SCAN
磁头在一个方向上移动，直到到达该方向最后的磁道，才调头。
循环扫描算法C-SCAN
掉头时迅速回到最边缘磁道，且该过程不响应请求。
LOOK与C-LOOK算法
针对SCAN算法的优化叫LOOK算法；针对C-SCAN算法的优化叫C-LOOK算法；仅仅移动到最远的请求位置，然后立即反向移动。
