Windows操作系统中的进程与线程通信：共享存储与管道机制

"这篇讲义主要探讨了操作系统中中断优先级与线程优先级的关系以及Windows操作系统的线程调度，并详细介绍了进程间通信的各种方式，包括低级通信、高级通信、直接通信和间接通信，特别强调了共享存储区在进程间通信中的应用以及Windows下的实现方法。" 在操作系统中，中断优先级与线程优先级是两个不同但又相互关联的概念。中断是硬件或软件向处理器发出的信号，要求CPU暂停当前任务，转而处理紧迫事件。中断优先级通常由硬件设定，用于确保关键任务得到及时响应。而线程优先级则是操作系统用来决定多个并发线程执行顺序的机制。在Windows中，线程的优先级决定了其在CPU时间片分配中的权重，高优先级的线程更有可能获得执行机会。 线程调度是操作系统内核的重要组成部分，负责决定哪个线程应该在何时运行。Windows的线程调度算法考虑了线程的优先级、上下文切换的开销以及系统资源的状态。线程优先级分为多个级别，如实时优先级、高于正常优先级、正常优先级和低于正常优先级等，系统会根据这些级别进行调度决策。同时，Windows还引入了抢占式多任务机制，允许高优先级线程中断正在执行的低优先级线程。 进程间通信（IPC）是操作系统中实现多进程协同工作的重要手段。按照通信量的大小，IPC可以分为低级通信和高级通信。低级通信如信号量和管程，虽然编程复杂，但速度较快，适合传递少量状态和控制信息。高级通信如共享存储区、管道、消息和套接字，可以传输大量数据，但可能需要更多的系统资源。 共享存储区是一种高效的数据交换机制，允许多个进程直接访问同一块内存区域。然而，为了保证数据一致性，必须配合进程互斥和同步机制。Windows通过文件映射功能实现了共享存储区，允许进程将文件映射到自己的地址空间，方便读写操作。系统提供了CreateFileMapping、OpenFileMapping、MapViewOfFile等一系列API函数来创建、打开和管理文件映射对象。 在使用共享存储区时，需要注意数据一致性问题，避免并发访问导致的冲突。例如，使用Mutex或Semaphore等同步原语来实现对共享资源的互斥访问。同时，为了持久化存储中的更改，可以使用FlushViewOfFile将内存中的更改写回文件，而UnmapViewOfFile则用于释放内存映射。 中断优先级和线程优先级的管理以及进程间通信的实现，是理解操作系统核心机制的关键点。这些内容对于设计和优化多任务环境下的应用程序具有重要意义。