Proces VS wątku: czy dwa procesy mogą współużytkować tę samą pamięć współdzieloną? czy dwa wątki?

Question

Po przemyśleniu całej koncepcji pamięci współdzielonej, pojawiło się pytanie:

Czy dwa procesy mogą współużytkować ten sam segment pamięci wspólnej? czy dwa wątki mogą mieć tę samą wspólną pamięć?

Po przemyśleniu tego nieco jaśniej, jestem niemal pewien, że dwa procesy mogą współdzielić ten sam segment pamięci współdzielonej, gdzie pierwszy to ojciec, a drugi to syn, który został utworzony z fork(), ale a co z dwoma wątkami?

Dzięki

Answer 1

dwa procesy mogą dzielić tego samego segmentu pamięci wspólnej?

Tak i nie. Zazwyczaj w przypadku nowoczesnych systemów operacyjnych, gdy inny proces jest od forked inny, mają one tę samą przestrzeń pamięci z zestawem "copy-on-write" na wszystkich stronach. Wszelkie aktualizacje dokonane na dowolnej ze stron pamięci do odczytu i zapisu powodują wykonanie kopii strony, tak że będą dwie kopie, a strona pamięci nie będzie już współużytkowana pomiędzy procesem nadrzędnym i podrzędnym. Oznacza to, że tylko strony lub strony tylko do odczytu, które nie zostały zapisane, będą udostępniane.

Jeśli proces ma , a nie został rozwidlony z innego, to nie współużytkuje żadnej pamięci. Jedynym wyjątkiem jest sytuacja, w której uruchomione są dwa wystąpienia tego samego programu, dlatego mogą one udostępniać code and maybe even static data segments, ale nie będą udostępniane żadne inne strony.

Istnieje również specific memory-map calls, aby udostępnić ten sam segment pamięci. Wywołanie określa, czy mapa jest tylko do odczytu, czy do odczytu i zapisu. Jak to zrobić zależy od systemu operacyjnego.

czy dwa wątki mogą mieć tę samą pamięć współdzieloną?

Oczywiście. Zazwyczaj cała pamięć wewnątrz procesu wielowątkowego jest "współdzielona" przez wszystkie wątki. Jest to zwykle definicja wątków, ponieważ wszystkie one działają w tej samej przestrzeni pamięci.

Wątki mają również dodatkową złożoność polegającą na posiadaniu cached memory segments w pamięci o wysokiej prędkości związanej z procesorem/rdzeniem. Ta buforowana pamięć nie jest udostępniana i aktualizowana na stronach pamięci w centralnej pamięci w zależności od operacji synchronizacji.

Answer 2

Tak, dwa procesy mogą jednocześnie dołączyć do segmentu pamięci współużytkowanej. Segment pamięci współużytkowanej nie byłby przydatny, gdyby nie było to prawdą, ponieważ jest to podstawowa idea wspólnego segmentu pamięci - dlatego jest jedną z kilku form IPC (komunikacja między procesami).

Dwa wątki w tym samym procesie mogą również dołączyć do segmentu pamięci współużytkowanej, ale biorąc pod uwagę, że już udostępniają całą przestrzeń adresową procesu, którego są częścią, prawdopodobnie nie ma większego sensu (chociaż prawdopodobnie ktoś będzie Zobacz, że wyzwaniem jest stworzenie mniej lub bardziej uzasadnionego sposobu użycia).

Answer 3

Zasadniczo głównym punktem procesów jest zapobieganie udostępnianiu pamięci! Komunikacja między procesami za pośrednictwem segmentu pamięci współdzielonej jest z pewnością możliwa na najpopularniejszym systemie operacyjnym, ale mechanizmy nie istnieją domyślnie. Nieudana konfiguracja i zarządzanie wspólnym obszarem prawdopodobnie doprowadzi do segFault/AV, jeśli masz szczęście i UB, jeśli nie.

Wątki należące do tego samego procesu, jednak nie mają takiego sprzętu do zarządzania pamięcią, mogą dzielić wszystko, co się im podoba, oczywistym minusem jest to, że mogą uszkodzić prawie wszystko, co chcą. Nigdy nie uważałem tego za ogromny problem, szczególnie. z nowoczesnymi językami OO, które mają tendencję do "konstruowania" wskaźników jako instancji obiektu, (Java, C#, Delphi).

Answer 4

Ogólnie mówiąc, każdy proces zajmuje przestrzeń pamięci oddzieloną od wszystkich innych w celu uniknięcia niepożądanych interakcji (w tym takich, które reprezentują kwestie bezpieczeństwa). Jednak zwykle istnieje sposób na procesy udostępniania części pamięci. Czasami robi się to, aby zmniejszyć ilość pamięci RAM ("zainstalowane pliki" w VAX/VMS jest/było jednym z takich przykładów). Może to również być bardzo skuteczny sposób komunikacji między współpracującymi procesami. Sposób, w jaki udostępnianie jest zaimplementowane/zorganizowane/zarządzane (np. Rodzic/dziecko), zależy od funkcji zapewnianych przez określony system operacyjny i wyboru projektu zaimplementowanego w kodzie aplikacji.

W ramach procesu każdy wątek ma dostęp do dokładnie tej samej przestrzeni pamięci, co wszystkie inne wątki tego samego procesu. Jedyną rzeczą, która ma unikalny dla siebie wątek, jest "kontekst wykonawczy", którego częścią jest stos (chociaż nic nie stoi na przeszkodzie, by jeden wątek miał dostęp do stosu "przynależnego" do innego wątku tego samego procesu lub nim manipulował).