進程和進程控制線程進程互斥和同步死鎖問題進程間通信處理-預(yù)覽頁
【正文】 作順序沖突 臨界資源 ：計算機系統(tǒng)中的硬件或軟件（如外設(shè)、共享代碼段、共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）資源，各個進程在對其進行訪問時（關(guān)鍵是進行寫入或修改），必須互斥地進行 并非所有共享資源都是臨界資源，如只讀數(shù)據(jù)可以同時訪問 在多道程序環(huán)境中，進程之間存在相互制約的關(guān)系，這種制約關(guān)系主要是由對共享資源的競爭使用而引起的。 if x=1 then if x=1 then x:=x1。 ... ... 5 3個進程： get, process和 print 進程互斥和同步 操作順序沖突 臨界資源 get process print 問題的提出 Buf1 Buf2 磁帶 打印機 6 臨界資源的訪問過程 進程互斥和同步 entry sectionexit section critical section remainder section臨界區(qū)為了保證臨界資源的正確訪問，必須采取一定的協(xié)調(diào)措施 臨界區(qū) (critical section)： 進程中訪問臨界資源的一段 代碼。 剩余區(qū) (remainder section)：代碼中的其余部分。容易造成資源利用不充分 ：在 Pi出讓臨界區(qū)之后， Pj使用臨界區(qū)之前， Pi不可能再次使用臨界區(qū)； 進程互斥和同步 互斥算法 10 算法 2：雙標志、先檢查 設(shè)立一個標志數(shù)組 flag[]：描述進程是否在臨界區(qū)，初值均為FALSE。remainder section優(yōu)點：不用交替進入，可連續(xù)使用； 缺點： Pi和 Pj可能同時進入臨界區(qū)。 bwhile (flag[j])。描述可進入的進程（同時修改標志時） 在進入?yún)^(qū)先修改后檢查，并檢查并發(fā)修改的先后： 檢查對方 flag，如果不在臨界區(qū)則自己進入－－空閑則入 否則再檢查 turn：保存的是較晚的一次賦值，則較晚的進程等待，較早的進程進入－－先到先入，后到等待 flag[i] = TRUE。 turn == j)。 操作系統(tǒng) 可從進程管理者的角度來處理互斥的問題， 信號量 就是 OS提供的管理臨界資源的有效手段。 //表示申請一個資源 。 } } 進程互斥和同步 信號量 16 V原語 V(s) { ++。critical sectionremainder sectionP(mutex)。其中， 生產(chǎn)者 進程不斷寫入，而 消費者 進程不斷讀出；共享緩沖區(qū)共有 n個 ； 任何時刻只能有一個進程可對共享緩沖區(qū)進行操作。 //進 入?yún)^(qū) one unit buffer。P(mutex)。 //退 出區(qū)進程互斥和同步 經(jīng)典進程同步問題 1. 生產(chǎn)者－消費者問題 (the producerconsumer problem) 21 2. 讀者－寫者問題 (the readerswriters problem) 問題描述：對共享資源的讀寫操作，任一時刻“寫者”最多只允許一個，而“讀者”則允許多個 “讀－寫”互斥， “寫－寫”互斥， 讀－讀 允許 進程互斥和同步 經(jīng)典進程同步問題 22 采用信號量機制： Wmutex表示 允許寫 ，初值是 1。 ++Rcount。 Rcount。 write。即：將共享變量以及對共享變量能夠進行的所有操作集中在一個模塊中。 共享變量說明 。 } 進程互斥和同步 管程 27 進程互斥和同步 管程 bulletin=MONITOR。 define start_read,end_read,start_write,end_write。 read_account++。 if (read_account=0) (w)。 } procedure end_write()。 } 28 進程互斥和同步 管程 reader ( )： { while (true) { ()。 write()。不同進程中用同樣的名稱來創(chuàng)建或打開對象，從而獲得該對象在本進程的句柄。 31 Event對象 ：事件對象，相當(dāng)于 觸發(fā)器 ，可通知一個或多個線程某事件的出現(xiàn)。把變量說明為CRITICAL_SECTION類型，就可作為臨界區(qū)使用。如 CPU、主存和輔存、 I/O通道、外設(shè)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如文件、數(shù)據(jù)庫和信號量。 Release(B)。 Release(A)。 ... Receive(P1,Q)。 bP1死鎖發(fā)生：雙方都等待對方去生成資源，如次序： P1a P2a 概述 死鎖問題 40 死鎖發(fā)生條件： 互斥： 任一時刻只允許一個進程使用資源 請求和保持： 進程在請求其余資源時，不主動釋放已經(jīng)占用的資源 非剝奪： 進程已經(jīng)占用的資源，不會被強制剝奪 環(huán)路等待： 環(huán)路中的每一條邊是進程在請求另一進程已經(jīng)占有的資源。 死鎖檢測算法主要是檢查是否有循環(huán)等待。 死鎖問題 44 銀行家算法 規(guī)定顧客分成若干次進行借款 ， 要求在第一次借款時 ， 能說明他的最大借款額 。如： 外設(shè)資源分配 —— 避免， 存儲資源 —— 預(yù)防 死鎖問題
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