【正文】 筷子 ， 然后再去拿右邊的筷子；而偶數(shù)號(hào)哲學(xué)家則相反 。 Var chopsiick array ［ 0, …, 4］ of semaphore ∶ = (1,1,1,1,1)。 Ssignat(chopstick ［ (i+1) mod 5］ , chopstick ［ i］ )。 由于只要有一個(gè) Reader進(jìn)程在讀 ， 便不允許 Writer進(jìn)程去寫 。 又因?yàn)?Readcount是一個(gè)可被多個(gè) Reader進(jìn)程訪問(wèn)的臨界資源 ， 因此 ， 應(yīng)該為它設(shè)置一個(gè)互斥信號(hào)量 rmutex。 if readcount=0 then wait(wmutex)。 … 第二章 進(jìn) 程 管 理 wait(rmutex)。 until false。 until false。 Swait(mx,1,0)。 end writer:begin repeat Swait(mx,1,1。 until false。 begin … end。 begin … end。 例如 ， 由于共享數(shù)據(jù)被占用而使調(diào)用進(jìn)程等待 ， 該條件變量的形式為： nonbusy:condition。 因?yàn)?， 后者總是要執(zhí)行 s∶ =s+1操作 ， 因而總會(huì)改變信號(hào)量的狀態(tài) 。 但是 Hansan卻采用了第一種處理方式。 第二章 進(jìn) 程 管 理 (1) put(item)過(guò)程 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 type producerconsumer=monitor Var in,out,count:integer。 buffer(in) ∶ = nextp。 end 第二章 進(jìn) 程 管 理 procedure entry get(item) begin if count≤0 then 。 if then 。 until false。 end 第二章 進(jìn) 程 管 理 進(jìn) 程 通 信 進(jìn)程通信的類型 1. 共享存儲(chǔ)器系統(tǒng) (SharedMemory System) (1) 基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通信方式。 程序員直接利用系統(tǒng)提供的一組通信命令 (原語(yǔ) )進(jìn)行通信 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 3. 管道 (Pipe) 所謂 “ 管道 ” ， 是指用于連接一個(gè)讀進(jìn)程和一個(gè)寫進(jìn)程以實(shí)現(xiàn)他們之間通信的一個(gè)共享文件 ， 又名 pipe文件 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 為了協(xié)調(diào)雙方的通信 ， 管道機(jī)制必須提供以下三方面的協(xié)調(diào)能力： ① 互斥 ， 即當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在對(duì) pipe執(zhí)行讀 /寫操作時(shí) ， 其它 (另一 )進(jìn)程必須等待 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 消息傳遞通信的實(shí)現(xiàn)方法 1. 這是指發(fā)送進(jìn)程利用 OS所提供的發(fā)送命令 ， 直接把消息發(fā)送給目標(biāo)進(jìn)程 。 接收 Sender 例如 ， 原語(yǔ) Send(P2, m1)表示將消息 m1發(fā)送給接收進(jìn)程 P2。 對(duì)于這樣的應(yīng)用 ， 在接收進(jìn)程接收消息的原語(yǔ)中的源進(jìn)程參數(shù) ， 是完成通信后的返回值 ， 接收原語(yǔ)可表示為： Receive (id, message)。 生產(chǎn)者 消費(fèi)者的通信過(guò)程可分別描述如下： repeat … produce an item in nextp。 … consume the item in nextc。 創(chuàng)建者進(jìn)程應(yīng)給出信箱名字 、 信箱屬性 (公用 、私用或共享 )；對(duì)于共享信箱 ， 還應(yīng)給出共享者的名字 。 Send(mailbox, message)。 1) 用戶進(jìn)程可為自己建立一個(gè)新信箱 ， 并作為該進(jìn)程的一部分 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 2) 它由操作系統(tǒng)創(chuàng)建 ， 并提供給系統(tǒng)中的所有核準(zhǔn)進(jìn)程使用 。 3) 它由某進(jìn)程創(chuàng)建 ， 在創(chuàng)建時(shí)或創(chuàng)建后 ， 指明它是可共享的 ， 同時(shí)須指出共享進(jìn)程 (用戶 )的名字 。 (2) 多對(duì)一關(guān)系 。 (4) 多對(duì)多關(guān)系 。 第一種方式是：由發(fā)送進(jìn)程在通信之前 ， 用顯式的 “ 建立連接 ” 命令(原語(yǔ) )請(qǐng)求系統(tǒng)為之建立一條通信鏈路；在鏈路使用完后 ， 也用顯式方式拆除鏈路 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 根據(jù)通信鏈路的連接方法 ， 又可把通信鏈路分為兩類： ① 點(diǎn) —點(diǎn)連接通信鏈路 ， 這時(shí)的一條鏈路只連接兩個(gè)結(jié)點(diǎn) (進(jìn)程 )； ② 多點(diǎn)連接鏈路 ， 指用一條鏈路連接多個(gè) (n＞ 2)結(jié)點(diǎn) (進(jìn)程 )。 在有的 OS中 ， 采用另一種變長(zhǎng)的消息格式 ， 即進(jìn)程所發(fā)送消息的長(zhǎng)度是可變的 。 (2) 發(fā)送進(jìn)程不阻塞、 接收進(jìn)程阻塞。 type message buffer=record sender。 end 第二章 進(jìn) 程 管 理 (2) PCB中有關(guān)通信的數(shù)據(jù)項(xiàng) 。 sm。 在 PCB type processcontrol block=record … mq。 text。 第二章 進(jìn) 程 管 理 消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制 1. 消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (1) 消息緩沖區(qū) 。 這兩種消息格式各有其優(yōu)缺點(diǎn) ， 故在很多系統(tǒng) (包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) )中 ， 是同時(shí)都用的 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 2. 消息的格式 在某些 OS中 ， 消息是采用比較短的定長(zhǎng)消息格式 ， 這減少了對(duì)消息的處理和存儲(chǔ)開(kāi)銷 。 第二種方式是發(fā)送進(jìn)程無(wú)須明確提出建立鏈路的請(qǐng)求 ， 只須利用系統(tǒng)提供的發(fā)送命令(原語(yǔ) )， 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地為之建立一條鏈路 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 消息傳遞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的若干問(wèn)題 1. 通信鏈路 (munication link) 為使在發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程之間能進(jìn)行通信 ， 必須在兩者之間建立一條通信鏈路 。 (3) 一對(duì)多關(guān)系 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 在利用信箱通信時(shí) ， 在發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程之間 ， 存在以 (1) 一對(duì)一關(guān)系 。 顯然 ， 公用信箱應(yīng)采用雙向通信鏈路的信箱來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 這種私用信箱可采用單向通信鏈路的信箱來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 從指定信箱中接收一個(gè)消息； 第二章 進(jìn) 程 管 理 信箱可由操作系統(tǒng)創(chuàng)建 ， 也可由用戶進(jìn)程創(chuàng)建 ， 創(chuàng)建者是信箱的擁有者 。 (2) 消息的發(fā)送和接收 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 2. 間接通信方式 (1) 信箱的創(chuàng)建和撤消 。 until false。當(dāng)生產(chǎn)者生產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品 (消息 )后 ， 便用 Send原語(yǔ)將消息發(fā)送給消費(fèi)者進(jìn)程；而消費(fèi)者進(jìn)程則利用 Receive原語(yǔ)來(lái)得到一個(gè)消息 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 在某些情況下 ， 接收進(jìn)程可與多個(gè)發(fā)送進(jìn)程通信 ，因此 ， 它不可能事先指定發(fā)送進(jìn)程 。 通常 ， 系統(tǒng)提供下述兩條通信命令 (原語(yǔ) ) Send(Receiver, message)。 當(dāng)讀進(jìn)程讀一空 pipe時(shí) ， 也應(yīng)睡眠等待 ， 直至寫進(jìn)程將數(shù)據(jù)寫入管道后 ， 才將之喚醒 。 由于發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程是利用管道進(jìn)行通信的 ， 故又稱為管道通信 。 消息傳遞系統(tǒng)的通信方式屬于高級(jí)通信方式 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 2. 消息傳遞系統(tǒng) (Message passing system) 不論是單機(jī)系統(tǒng) 、 多機(jī)系統(tǒng) ， 還是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ， 消息傳遞機(jī)制都是用得最廣泛的一種進(jìn)程間通信的機(jī)制 。 consume the item in nextc。 count ∶ = 0 end 第二章 進(jìn) 程 管 理 在利用管程解決生產(chǎn)者 消費(fèi)者問(wèn)題時(shí)， 其中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者可描述為： producer:begin repeat produce an item in nextp。 out ∶ = (out+1) mod n。 count ∶ = count+1。 notfull, notempty:condition。 (2) get(item)過(guò)程 。 (1) put(item)過(guò)程 。 (2) Q等待 ， 直至 P離開(kāi)管程或等待另一條件 。 應(yīng)當(dāng)指出 ， ， 是重新啟動(dòng)一個(gè)被阻塞的進(jìn)程 ， 但如果沒(méi)有被阻塞的進(jìn)程 ， 則 何后果 。 end 第二章 進(jìn) 程 管 理 2. 條件變量 管程中對(duì)每個(gè)條件變量 ， 都須予以說(shuō)明 ， 其形式為： Var x, y:condition。 begin … end。 此外 ， 還須為管程賦予一個(gè)名字 。 perform write operation。 … 第二章 進(jìn) 程 管 理 Ssignal(L,1)。 L, mx:semaphore ∶ = RN,1。 perform write operation。 if readcount=0 then signal(wmutex)。 signal(rmutex)。 Readcount:integer ∶ = 0。 若 wait(Wmutex)操作成功 ， Reader進(jìn)程便可去讀 ， 相應(yīng)地 ， 做 Readcount+1操作 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 讀者 寫者問(wèn)題 1. 利用記錄型信號(hào)量解決讀者 寫者問(wèn)題 為實(shí)現(xiàn) Reader與 Writer進(jìn)程間在讀或?qū)憰r(shí)的互斥而設(shè)置了一個(gè)互斥信號(hào)量 Wmutex。 Sswait(chopstick［ (i+1) mod 5］ , chopstick ［ i］ )。即五位哲學(xué)家都先競(jìng)爭(zhēng)奇數(shù)號(hào)筷子 ， 獲得后 ， 再去競(jìng)爭(zhēng)偶數(shù)號(hào)筷子 ， 最后總會(huì)有一位哲學(xué)家能獲得兩只筷子而進(jìn)餐 。 第二章 進(jìn) 程 管 理 (1) 至多只允許有四位哲學(xué)家同時(shí)去拿左邊的筷子 ，最終能保證至少有一位哲學(xué)家能夠進(jìn)餐 ， 并在用畢時(shí)能釋放出他用過(guò)的兩只筷子 ， 從而使更多的哲學(xué)家能夠進(jìn)餐 。 … signal(chopstick［ i］ )。 Var chopstick: array［ 0, …, 4］ of semaphore。 consumer the item in nextc。 end 第二章 進(jìn) 程 管 理 consumer:begin repeat Swait(full, mutex)。 buffer(in) ∶ = nextp。 buffer:array［ 0, …, n1］ of item。 end parend end 第二章 進(jìn) 程 管 理 在生產(chǎn)者 —消費(fèi)者問(wèn)題中應(yīng)注意：首先 ， 在每個(gè)程序中用于實(shí)現(xiàn)互斥的 wait(mutex)和 signal(mutex)必須成對(duì)地出現(xiàn)； 其次 ， 對(duì)資源信號(hào)量 e