幾種進程間的通信方式
管道( pipe )：
管道是一種半雙工的通信方式，數據只能單向流動，而且只能在具有親緣關系的進程間使用。進程的親緣關系通常是指父子進程關系。
有名管道 (named pipe) ：
有名管道也是半雙工的通信方式，但是它允許無親緣關系進程間的通信。
信號量( semophore ) ：
信號量是一個計數器，可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其他進程也訪問該資源。因此，主要作為進程間以及同一進程內不同線程之間的同步手段。
消息隊列( message queue ) ：
消息隊列是由消息的鏈表，存放在內核中并由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節流以及緩沖區大小受限等缺點。
信號 ( signal ) ：
信號是一種比較復雜的通信方式，用于通知接收進程某個事件已經發生。
共享內存( shared memory ) ：
共享內存就是映射一段能被其他進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程創建，但多個進程都可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其他進程間通信方式運行效率低而專門設計的。它往往與其他通信機制，如信號兩，配合使用，來實現進程間的同步和通信。
套接字( socket ) ：
套接字也是一種進程間通信機制，與其他通信機制不同的是，它可用于不同主機的進程通信。
死鎖
死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中，由于競爭資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。此時稱系統處于死鎖狀態或系統產生了死鎖，這些永遠在互相等待的進程稱為死鎖進程。
產生條件
雖然進程在運行過程中，可能發生死鎖，但死鎖的發生也必須具備一定的條件，死鎖的發生必須具備以下四個[必要條件]
1****）互斥條件：指進程對所分配到的資源進行排它性使用，即在一段時間內某資源只由一個進程占用。如果此時還有其它進程請求資源，則請求者只能等待，直至占有資源的進程用畢釋放。
2****）請求和保持條件：指進程已經保持至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其它進程占有，此時請求進程阻塞，但又對自己已獲得的其它資源保持不放。
3****）不剝奪條件：指進程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。
4****）環路等待條件：指在發生死鎖時，必然存在一個進程——資源的環形鏈，即進程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一個P1占用的資源；P1正在等待P2占用的資源，……，Pn正在等待已被P0占用的資源。
只要打破四個必要條件之一就能有效預防死鎖的發生：
①打破互斥條件：改造獨占性資源為虛擬資源，大部分資源已無法改造。
②打破不可搶占條件：當一進程占有一獨占性資源后又申請一獨占性資源而無法滿足，則退出原占有的資源。
③打破占有且申請條件：采用資源預先分配策略，即進程運行前申請全部資源，滿足則運行，不然就等待，這樣就不會占有且申請。
④打破循環等待條件：實現資源有序分配策略，對所有設備實現分類編號，所有進程只能采用按序號遞增的形式申請資源。即破壞了環路
銀行家算法（適用于每種資源類型有多個實例）
為了實現銀行家算法，必須要有幾個數據結構：
注：設n為系統進程的個數，m為在資源類型的種類。
Available：長度為m的向量。表示每種資源的現有實例的數量。如果Available[j]=k，那么資源Rj有k個實例有效。
Max：n * m矩陣。定義每種進程的最大需求。如果Max[i][j]=k,那么進程Pi可以最多請求資源Rj的k個實例。
Allocation：n * m矩陣。定義每個進程現在所分配的各種資源類型的實例數量。如果Allocation[I,j]=k,那么進程Pj當前分配了k個資源Rj的實例。
Need：n * m矩陣。表示每個進程還需要的剩余的資源。如果Need[i][j]=k,那么進程Pj還需要資源Rj的k個實例。
注：Need[i][j] = Max[i][j] – Allocation [i][j]
為了描述方便，我們采用一些簡化的表示方法：
設X和Y為長度為n的向量，則X <= Y當且僅當對所有i = 1，2，...，n，X[i] <= Y[i]。例如，如果X = (1,7,2,3)而Y = (0,3,2,1)，那么Y <= X。如果Y <= X且Y != X，那么Y < X。
可以將Allocation和Need的每行作為向量，并分別用Allocation i和Need i來表示，向量Allocation i表示分配給進程Pi的資源；向量Need i表示進程為完成其任務可能仍然需要申請的額外資源。
銀行家算法可整體分成兩個部分：
1.安全性算法
確認計算機系統是否處于安全狀態的算法分為如下幾步：
（1）設Work和Finish分別為長度為m和n的向量。按如下方式進行初始化，Work = Avaliable且對于i = 0,1，...，n - 1，Finish[i] = false。
（2）查找這樣的i使其滿足
·Finish[i] = false
·Need i <= Work
如果沒有這樣的i，那么就轉到第（4）步。
（3）Work = Work + Allocation i
Finish[i] = true
返回第（2）步
（4）如果對所有i，Finish[i] = true，那么系統則處于安全狀態。
該算法可能需要m * n^2數量級的操作以確定系統是否處于安全狀態。
2.資源請求算法
現在，描述如何判斷是否可安全允許請求的算法。
設Request i為進程Pi的請求向量。如果Request i[j] == k，那么進程Pi需要資源類型Rj的實例數量為k。當進程Pi作出資源請求時，采取如下動作：
（1）如果Request i <= Need i，那么轉到第（2）步。否則，產生出錯條件，這是因為進程Pi已超過了其最大請求。
（2）如果Request i <= Available，那么轉到第（3）步。否則，Pi必須等待，這是因為沒有可用資源。
（3）假定系統可以分配給進程Pi所請求的資源，并按如下方式修改狀態：
Available = Available - Request i;
Allocation i = Allocation i + Request i;
Need i = Need i - Request i;
如果所產生的資源分配狀態是安全的（通過上面的安全性算法），那么Pi可分配到它所請求的資源。但是，如果新狀態不安全，則進程Pi必須等待Request i并恢復到原來的資源分配狀態。
