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(編輯修改稿)
2025-08-28 14:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 初值是 1。 公共變量 Rcount表示“正在讀”的進程數(shù)，初值是 0； Rmutex表示對 Rcount的互斥操作，初值是 1。 進程互斥和同步 2. 讀者－寫者問題 經(jīng)典進程同步問題 P(Rmutex)。 if (Rcount == 0) P(Wmutex)。 ++Rcount。 V(Rmutex)。 read。 P(Rmutex)。 Rcount。 if (Rcount == 0) V(Wmutex)。 V(Rmutex)。 Reader P(Wmutex)。 write。 V(Wmutex)。 Writer 23 信號量同步的缺點 同步操作分散 ：信號量機制中，同步操作分散在各個進程中，使用不當就可能導致各進程死鎖（如 P、 V操作的次序錯誤、重復或遺漏） 易讀性差 ：要了解對于一組共享變量及信號量的操作是否正確，必須通讀整個系統(tǒng)中并發(fā)執(zhí)行的各個程序； 不利于修改和維護 ：各模塊的獨立性差，任一組變量或一段代碼的修改都可能影響全局； 正確性難以保證 ：操作系統(tǒng)或并發(fā)程序通常很大，很難保證這樣一個復雜的系統(tǒng)沒有邏輯錯誤； 進程互斥和同步 管程 用信號量可實現(xiàn)進程間的同步，但由于信號量的控制分布在整個程序中，其正確性分析很困難。 24 管程的引入 1973年，由 Hoare和 Hanson提出 管程的基本思想是 把信號量及其操作原語封裝在一個對象內(nèi)部 。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。 管程的定義 ： 管程 是 關于共享資源的數(shù)據(jù)結構 及一組針對該資源的 操作過程所構成的 軟件模塊 。 引入管程可提高代碼的可讀性，便于修改和維護，正確性易于保證 。 進程互斥和同步 管程 25 管程的主要特性 模塊化 ：一個管程是一個基本程序單位，可以單獨編譯； 抽象數(shù)據(jù)類型 ：管程是一種特殊的數(shù)據(jù)類型，其中不僅有數(shù)據(jù)，而且有對數(shù)據(jù)進行操作的代碼 信息封裝 ：管程是半透明的，進程可調(diào)用管程中實現(xiàn)了某些功能（函數(shù)） ，至于這些功能是怎樣實現(xiàn)的，在其外部則是不可見的； 進程互斥和同步 管程 26 管程作為一個模塊，它的結構定義如下： monitor_name=MONITOR。 共享變量說明 。 define 本管程內(nèi)部定義、外部可調(diào)用的函數(shù)名表 。 use 本管程外部定義、內(nèi)部可調(diào)用的函數(shù)名表 。 內(nèi)部定義的函數(shù)說明和函數(shù)體 { 共享變量初始化語句 。 } 進程互斥和同步 管程 27 進程互斥和同步 管程 bulletin=MONITOR。 r,w:condition。 //r控制讀者使用黑板 ,w控制寫者； writing:boolean。 //當前是否寫者使用黑板 read_account:integer。 define start_read,end_read,start_write,end_write。 use ,。 procedure start_read()。 { if(writing) (r)。 read_account++。 (r)。 } procedure end_read()。 { read_account。 if (read_account=0) (w)。 } 假設已實現(xiàn)一基本管程 monitor，提供 signal,wait等操作 procedure start_write()。 { if((read_account0) or writing) (w)。 writing=true。 } procedure end_write()。 { writing=false。 if (rNULL) (r)。 else (w)。 } 28 進程互斥和同步 管程 reader ( )： { while (true) { ()。 read()。 ()。 } } writer ( ) { while (true) { ()。 write()。 ()。 } } 讀者進程 寫者進程 29 Mutex對象 ：互斥對象，相當于互斥信號量，在一個時刻只能被一個線程使用。有關的 API： CreateMutex創(chuàng)建或打開一個互斥對象，返回對象句柄； OpenMutex返回一個已存在的互斥對象的句柄，用于后續(xù)訪問； ReleaseMutex釋放對互斥對象的占用，使之成為可用； Windows 2022/XP支
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