面试题：进程管理之多线程编程中等难度题

Question

在多线程编程中，简述进程资源（如内存、文件句柄）共享与保护机制分别有哪些常见方式，并举例说明它们在不同场景下的应用。

Answer 1

进程资源共享方式

1. 共享内存
   • 原理：多个进程可以映射同一块物理内存到各自的地址空间，从而实现数据共享。
   • 举例：在一个多进程的图形渲染系统中，渲染进程和显示进程可以通过共享内存来传递渲染后的图像数据。渲染进程将渲染好的图像数据写入共享内存，显示进程从共享内存中读取数据并进行显示。
2. 文件映射
   • 原理：把文件内容映射到进程的地址空间，多个进程对映射区域的访问就相当于对文件的访问，实现了文件数据的共享。
   • 举例：在一个日志记录系统中，多个进程可以通过文件映射共享日志文件。比如，一个网络服务器进程和一个业务处理进程都可以将日志文件映射到自己的地址空间，当有日志产生时，直接写入映射区域，就相当于写入了日志文件。

进程资源保护机制

1. 访问控制列表（ACL）
   • 原理：为每个资源（如文件）设置一个访问控制列表，规定哪些用户或进程可以以何种权限（读、写、执行等）访问该资源。
   • 举例：在一个企业的文件服务器中，对于一些机密文件，只有特定的部门或用户（进程代表这些用户）在ACL中被赋予了读权限才能访问这些文件，其他进程则无法访问，从而保护了文件的机密性。
2. 进程隔离
   • 原理：每个进程运行在自己独立的地址空间，相互之间不能直接访问对方的内存等资源，操作系统通过内存管理单元（MMU）等硬件机制和软件调度来实现这种隔离。
   • 举例：在操作系统中，不同的应用程序进程（如浏览器进程和音乐播放器进程）运行在各自独立的地址空间，一个应用程序的崩溃不会影响其他应用程序，因为它们无法随意访问彼此的内存资源，保证了系统的稳定性和安全性。