進(jìn)程的同步與通信進(jìn)程死鎖(編輯修改稿)
2025-01-16 21:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 alue。 一個(gè)數(shù)型變量 struct process *L。一個(gè) PCB隊(duì)列 } Semaphore Semaphore S。 2. P操作 P(S): =－ 1。 if 0 then 保存現(xiàn)場(chǎng)， 將本進(jìn)程掛入 ，等待重新調(diào)度。 3. V操作 V(S): :=value+1 if ≤0 then 從 取一進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。 4. P,V操作的優(yōu)點(diǎn)： 同步能力強(qiáng) 5. P,V操作的缺點(diǎn)： 程序結(jié)構(gòu)差，易產(chǎn)生死鎖。 34 信號(hào)量的物理意義 ? P(s)操作： ① 請(qǐng)求分配一個(gè) S代表 的資源，執(zhí)行 ； ② 若 0， 表示系統(tǒng)已無(wú)該類資源，申請(qǐng)者阻塞。此時(shí)， ||表示該信號(hào)量上阻塞的進(jìn)程數(shù)； ? V(s)操作： ① 進(jìn)程釋放一個(gè) S代表 的資源，執(zhí)行 +1； ② 若 =0， 表示尚有進(jìn)程因等待 S代表的資源而處于阻塞狀態(tài)，所以應(yīng)喚醒其中之一。 35 3. 利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥 ? 使用方法： 1）為每一個(gè)共享的臨界資源設(shè)置一個(gè)互斥信號(hào)量，其初值為 1。 2）各進(jìn)程在進(jìn)入臨界段前先對(duì)該信號(hào)量進(jìn)行 P操作，退出臨界段后執(zhí)行 V操作，從而保證各進(jìn)程互斥的進(jìn)入相關(guān)臨界段。 ? 注意： 對(duì)同一信號(hào)量操作的 P與 V操作在進(jìn)程中必須成對(duì)出現(xiàn)。 36 進(jìn)程 Pi : 信號(hào)量 mutex=1 P(mutex) V(mutex) 臨界段 非臨界段 do{ }While(1) 37 ? 例子： 有一飛機(jī)機(jī)票售票系統(tǒng)，有 m個(gè)售票處，各售票處通過計(jì)算機(jī)與該系統(tǒng)的票務(wù)中心連網(wǎng)，中心數(shù)據(jù)區(qū)中用 Ri代表某天某次航班的余票數(shù)。進(jìn)程 pi為第 i個(gè)售票處為旅客服務(wù)的進(jìn)程，進(jìn)程功能如下： pi() { 接受旅客訂票要求； Xi=Ri 。 //將票務(wù)中心該次航班的余票 //取出送該進(jìn)程工作單元 Xi if (Xi=1) { Xi= Xi1。 Ri =Xi。 輸出一張機(jī)票； } else 輸出機(jī)票已售完； } 38 ? 存在的問題： 1）存在幾個(gè)旅客幾乎同時(shí)在不同的售票處要求訂購(gòu)?fù)焱淮魏桨嗟目赡堋? 2）幾個(gè)進(jìn)程都要訪問票務(wù)中心的共享變量 Ri，可能出現(xiàn)這樣的執(zhí)行順序： ① 第 i個(gè)售票處的售票進(jìn)程 pi剛剛?cè)〕?Ri， 執(zhí)行 Xi=Ri； ② 第 j個(gè)售票處的售票進(jìn)程 pj馬上執(zhí)行 Xj= Xj1。Ri =Xj； ③ pi再執(zhí)行 Xi= Xi1。Ri =Xi。 產(chǎn)生的錯(cuò)誤： pi， pj都售出了一張機(jī)票，但票務(wù)中心記錄機(jī)票余額的變量 Ri卻只減了 1。 39 semaphore mutex。 mutex=1。 pi() { 接受旅客訂票要求； P(mutex)。 Xi=Ri 。 //將票務(wù)中心該次航班的余票 Ri取出送該進(jìn) //程工作單元 Xi if (Xi=1) { Xi= Xi1。 Ri =Xi。 V(mutex)。 輸出一張機(jī)票 。 } else { V(mutex)。 輸出機(jī)票已售完 。 } ? 解決辦法 40 ? 同步模型： 假設(shè)有兩個(gè)協(xié)作的并發(fā)進(jìn)程 P1， P2， S1是 P1中的一段代碼， S2是 P2中的一段代碼，只有 P1中的 S1執(zhí)行完后 P2中的 S2才能開始執(zhí)行 ? 實(shí)現(xiàn)方法： 利用信號(hào)量的同步原語(yǔ) P可以實(shí)現(xiàn) P1向 P2發(fā)送消息，用 V來(lái)測(cè)試 P1的消息是否到達(dá)。設(shè) synch是實(shí)現(xiàn)同步的信號(hào)量，初值為 0，則兩個(gè)進(jìn)程的同步可以描述為： 4. 利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步 Parbegin P2: { P1: { …… S1。 V(synch)。 …… } …… P(synch)。 S2。 …… } Parend。 41 啟動(dòng)汽車 正常開車 到站停車 開車門 乘客上下車 關(guān)車門 司機(jī)和售票員同步示意圖 售車票 司機(jī) 售票員 stop close 利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的例子 ? 現(xiàn)實(shí)例子： 42 設(shè)置信號(hào)量 close表示車門是否關(guān)好，初值為 0，表示門未關(guān)好，不允許司機(jī)啟動(dòng)汽車；設(shè)置信號(hào)量 stop表示汽車是否停穩(wěn)，初值為 0，表示未停穩(wěn)，售票員不能開車門。 Semaphore stop=0,close=0。 Driver() { P(close)。//車門是否關(guān)好 啟動(dòng)汽車 正常開車 到站停車 V(stop)。 //發(fā)送開門信息 } ? 實(shí)現(xiàn)方法： busman() { 關(guān)車門； V(close)。//發(fā)送已關(guān)門信息 售車票； P(stop)。//測(cè)試是否停車 開車門； 乘客上下車； } 43 ? 首先要分析清楚進(jìn)程間的同步關(guān)系 ， 即它們之間交換信息的位置以及個(gè)數(shù) ， 每一個(gè)同步關(guān)系用一個(gè)信號(hào)量來(lái)表示 。 ? 其次是要注意信號(hào)量的初值以及意義 。 1） P操作用來(lái)測(cè)試等待的信息是否到達(dá)； 2） V操作來(lái)向其它需要同步的進(jìn)程發(fā)送信息 。 解決進(jìn)程同步問題時(shí)關(guān)鍵： 44 一般地，定義 n個(gè)信號(hào)量來(lái)描述有 n條 邊的前趨圖，初值都設(shè)為 0。例如：右圖的前趨關(guān)系可描述如下： S1 S3 S4 S2 a e c b d semaphore a=0,b=0,c=0,d=0,e=0。 P1(){ S1。 V(a)。 V(b)。} P2(){ P(a)。 S2。 V(c)。 V(d)。} P3(){ P(b)。 P(c)。 S3。 V(e)。 } P4() { P(d)。 P(e)。 S4。} 45 三個(gè)經(jīng)典的進(jìn)程同步問題： 有限緩沖區(qū)問題（生產(chǎn)者 消費(fèi)者問題）； (The ProducerConsumer Problem) 讀者 寫者問題； (The Read/Write Problem) 哲學(xué)家就餐問題； (The Dining Philosophers Problem) 46 有限緩沖區(qū)的生產(chǎn)者 /消費(fèi)者問題（生產(chǎn)者和消費(fèi)者共享一個(gè)產(chǎn)品緩沖池）。 說(shuō)明： ? 將緩沖池看做是共享數(shù)據(jù)，對(duì)緩沖區(qū)的操作必須是互斥操作。 ? 如果 n個(gè)緩沖區(qū)全滿，生產(chǎn)者進(jìn)程必須等待。 ? 如果緩沖區(qū)全空，消費(fèi)者進(jìn)程必須等待。 共享 n個(gè)緩沖區(qū) P1 P2 … P m 生產(chǎn)者 消費(fèi)者 緩沖池 C1 C2 …Cn 47 解： 設(shè)置以下信號(hào)量 ? mutex, 初值為 1，控制互斥訪問緩沖池。
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1