【正文】 中 。 ? if（放入的是桔子） V(So)。 ? else V(Sa)。 ? } ? } 85 ? son() ? { ? while(1) ? { ? P(So)。 ? 從盤(pán)中取出桔子 。 ? V(S)。 ? 吃桔子 。 ? ｝ ? } 86 ? daughter() ? { ? while(1) ? { ? P(Sa)。 ? 從盤(pán)中取出蘋(píng)果 。 ? V(S)。 ? 吃蘋(píng)果 。 ? ｝ ? ｝ 87 ? 三個(gè)進(jìn)程 P P P3互斥使用一個(gè)包含 N（ N0)個(gè)單元的緩沖區(qū)。 P1每次使用 produce()生成一個(gè)正整數(shù)，并用 put()送入緩沖區(qū)的某一個(gè)單元中； P2每次用getodd()從該緩沖區(qū)中取走一個(gè)奇數(shù)，并用countodd()統(tǒng)計(jì)奇數(shù)的個(gè)數(shù)； P3每次用 geteven()從該緩沖區(qū)中取走一個(gè)偶數(shù)，并用 counteven()統(tǒng)計(jì)偶數(shù)的個(gè)數(shù)。請(qǐng)用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)這三個(gè)進(jìn)程的同步與互斥活動(dòng)，并說(shuō)明所定義的信號(hào)量的含義，要求用偽代碼描述。 思考題 1 88 89 思考題 2 ? 四個(gè)進(jìn)程 A、 B、 C、 D都要讀一個(gè)共享文件 F，系統(tǒng)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀文件 F。但限制是進(jìn)程 A和進(jìn)程 C不能同時(shí)讀文件 F，進(jìn)程 B和進(jìn)程D也不能同時(shí)讀文件 F。為了使這四個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)能按系統(tǒng)要求使用文件，現(xiàn)用 PV操作進(jìn)行管理，請(qǐng)回答下面的問(wèn)題： 90 ? 1）應(yīng)定義的信號(hào)量及初值： 。 ? 2）在下列的程序中填上適當(dāng)?shù)?P、 V操作，以保證它們能正確并發(fā)工作： ? A() B() C() D() ? { { { { ? [1]。 [3]。 [5]。 [7]。 ? read F。 read F。 read F。 read F。 ? [2]。 [4]。 [6]。 [8]。 ? } } } } 91 思考題解答： ? （ 1）定義二個(gè)信號(hào)量 S S2，初值均為 1，即： S1=1， S2=1。其中進(jìn)程 A和 C使用信號(hào)量 S1，進(jìn)程 B和 D使用信號(hào)量 S2。 ? （ 2）從 [1]到 [8]分別為： P(S1) V(S1) P(S2) V(S2) P(S1) V(S1) P(S2) V(S2) 92 內(nèi)容回顧 ? 什么是進(jìn)程同步？ ? 什么是臨界資源和臨界區(qū)？ ? 進(jìn)程同步遵循的規(guī)則？ ? 幾種常見(jiàn)的信號(hào)量機(jī)制？ 93 管程管理 ? 對(duì)于信號(hào)量機(jī)制，每個(gè)訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程自備 PV操作，給系統(tǒng)管理帶來(lái)了麻煩，而且容易出現(xiàn)死鎖。 ? 共享變量分部到各程序中，使程序易讀性差。 ? 正確性難以保證。 94 1 管程的基本概念 ? 為了更易于編寫(xiě)正確的程序， Hoare和Brinch Hansan提出了一種高級(jí)的同步原語(yǔ)，稱(chēng)為 管程 (monitor)。 95 ? 基本思想：將共享資源用共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示，用對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作的一組過(guò)程表示資源管理程序， 將共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對(duì)它們的操作集中在一個(gè)模塊中形成管程。 ? 一個(gè)管程定義了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程所執(zhí)行在該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的一組操作，這組操作能同步進(jìn)程和改變管程中的數(shù)據(jù)。 96 ? 管程由四部分組成： ?①管程名稱(chēng) ?②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說(shuō)明； ?③對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過(guò)程； ?④對(duì)局部于管程內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語(yǔ)句。 97 ? 管程作為一個(gè)模塊，它的定義如下： ?monitor_name = MoNITOR。 ?共享變量說(shuō)明 。 ?可調(diào)用的函數(shù)名表 。 ? 內(nèi)部定義的函數(shù)說(shuō)明和函數(shù)體 { 共享變量初始化語(yǔ)句 。 } 98 2 管程的語(yǔ)法如下： ? type monitorname=monitor ? variable declarations； ? procedure entry P1(… )。 ? begin … end。 ? procedure entry P2(… )。 ? begin … end。 ? … ? procedure entry Pn(… )。 ? begin … end。 ? begin ? initialization code。 ? end 99 100 ? 在管程入口有一個(gè)等待隊(duì)列，稱(chēng)為入口等待隊(duì)列（條件不忙隊(duì)列） ? 在管程內(nèi)部，由于執(zhí)行喚醒操作，可能存在多個(gè)等待進(jìn)程（等待使用管程），稱(chēng)為緊急等待隊(duì)列（進(jìn)入隊(duì)列），它的優(yōu)先級(jí)高于入口等待隊(duì)列。 101 102 3 管程主要有以下特性： （ 1）模塊化。 （ 2）抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型。 （ 3）信息掩蔽。 （ 4）互斥使用。 （ 5）有進(jìn)程等待隊(duì)列和相應(yīng)的等待和喚醒操作 。 103 4 管程的使用過(guò)程 ? 一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入管程之前要先申請(qǐng)，一般由管程提供一個(gè) enter過(guò)程；離開(kāi)時(shí)釋放使用權(quán)，如果緊急等待隊(duì)列不空，則喚醒第一個(gè)等待者，一般也由管程提供外部過(guò)程 leave。 104 實(shí)現(xiàn)管程的三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 ? （ 1）互斥： ? （ 2）同步： ? （ 3）條件變量：當(dāng)調(diào)用管程的進(jìn)程無(wú)法運(yùn)行時(shí)，用于阻塞進(jìn)程的一種信號(hào)量。在管程內(nèi)可執(zhí)行 wait和 signal操作。 105 思考題 ? 管程與進(jìn)程的不同？ 106 例題： 在一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可能出現(xiàn)如圖所示的變化，請(qǐng)將每一種變化的具體原因?qū)懗鰜?lái)。 運(yùn) 行 等待數(shù)據(jù)資源 就緒隊(duì)列 等待 I/O傳輸 （ 1） （ 5） （ 2） （ 4） （ 3） （ 6） 107 108 109 t 110 111 112 113 執(zhí) 行 活動(dòng)就緒 活動(dòng)阻塞 靜止就緒 靜止阻塞 I/O完成 某事件完成 .如 I/O 114 115 116 117 118 119