面试题：进程管理之中等难度：线程共享进程资源管理机制基础

线程共享进程资源的管理机制

内存空间：
- 进程中的所有线程共享相同的地址空间，包括堆、全局变量区等。这意味着一个线程可以直接访问和修改另一个线程所使用的数据，线程间通信较为高效。例如，在C语言中，定义一个全局变量int globalVar = 0;，进程中的所有线程都可以对其进行读写操作。
- 线程有自己独立的栈空间，用于存放局部变量、函数参数和返回地址等。每个线程的栈空间大小通常在进程创建时由系统默认分配或可由开发者指定，这保证了每个线程的函数调用和局部变量的独立性。
文件描述符：
- 进程打开的文件描述符对于进程内的所有线程是共享的。当一个线程对文件进行操作（如读取、写入、关闭等）时，其他线程看到的文件状态是一致的。例如，在POSIX系统中，使用open函数打开一个文件会返回一个文件描述符，进程中的任何线程都可以使用这个文件描述符对文件进行操作。如果一个线程使用lseek函数改变了文件的偏移量，其他线程后续对该文件的读写操作将基于新的偏移量。

多线程环境下资源竞争问题及解决方法

资源竞争问题：
- 数据竞争：当多个线程同时访问和修改共享数据时，可能会导致数据不一致的问题。例如，假设有两个线程thread1和thread2同时对一个共享变量counter进行自增操作。在没有同步机制的情况下，counter++这个操作在汇编层面通常分为读取counter的值、加1、写回counter的值这几个步骤。如果thread1读取了counter的值，还没来得及写回，thread2也读取了相同的值，然后两个线程都加1并写回，最终counter只增加了1而不是2。
- 文件操作竞争：如果多个线程同时对一个共享文件进行写入操作，可能会导致文件内容混乱。例如，一个线程正在写入文件的某一段内容，另一个线程也同时开始写入，可能会覆盖前一个线程未写完的数据。
常见解决方法：
- 互斥锁（Mutex）：互斥锁是一种最基本的同步机制。线程在访问共享资源前需要先获取互斥锁，访问结束后释放互斥锁。例如，在C++中使用<mutex>库：

#include <iostream>
#include <mutex>
std::mutex mtx;
int counter = 0;
void increment() {
    mtx.lock();
    counter++;
    mtx.unlock();
}

读写锁（Read - Write Lock）：适用于读多写少的场景。允许多个线程同时进行读操作，但写操作必须是独占的。例如，在POSIX系统中，可以使用pthread_rwlock_t类型的读写锁：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
pthread_rwlock_t rwlock;
void* reader(void* arg) {
    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
    // 执行读操作
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    return NULL;
}
void* writer(void* arg) {
    pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
    // 执行写操作
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    return NULL;
}

信号量（Semaphore）：信号量可以控制同时访问共享资源的线程数量。例如，假设有一个共享资源池，最多允许3个线程同时访问，就可以初始化一个值为3的信号量。在C语言中使用POSIX信号量：

#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
sem_t sem;
void* thread_func(void* arg) {
    sem_wait(&sem);
    // 访问共享资源
    sem_post(&sem);
    return NULL;
}

面试题：进程管理之中等难度：线程共享进程资源管理机制基础

知识考点

面试题答案

线程共享进程资源的管理机制

多线程环境下资源竞争问题及解决方法