【導(dǎo)讀】?jī)H當(dāng)前一操作(程序段)執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后繼操作。進(jìn)行計(jì)算，最后才能打印計(jì)算結(jié)果。偏序或前趨關(guān)系“→”。，把沒(méi)有后繼的結(jié)點(diǎn)稱為終止結(jié)點(diǎn)。含有的程序量或結(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間。P1→P2,P1→P3,P1→P4,P2→P5,P3→P5,P4→P6,P4→P7,例如，有兩個(gè)循環(huán)程序A和B，它們共享一個(gè)變量N。時(shí)，都要執(zhí)行Print操作，然后再將N置成“0”。B以不同的速度運(yùn)行。資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位”。靜止就緒→活動(dòng)就緒。根據(jù)PCB來(lái)對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。在所有的操作系統(tǒng)中，都為每一個(gè)進(jìn)。程賦予一個(gè)惟一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，它通常是一個(gè)進(jìn)程的序號(hào)。設(shè)置內(nèi)部標(biāo)識(shí)符主要是為了方便系統(tǒng)使用。它由創(chuàng)建者提供，通常是由字母、數(shù)。字組成，往往是由用戶(進(jìn)程)在訪問(wèn)該進(jìn)程時(shí)使用。此外，還可設(shè)置用戶標(biāo)識(shí)，以指示擁有該進(jìn)程的用戶。①通用寄存器，又稱為用戶可視寄存器，它們是。用戶程序可以訪問(wèn)的，用于暫存信息，在大多數(shù)處理機(jī)中，系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址。棧指針指向該棧的棧頂。

　　

【正文】 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 。 此時(shí) ， 要求發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程都以顯式方式提供對(duì)方的標(biāo)識(shí)符 。 通常 ， 系統(tǒng)提供下述兩條通信命令 (原語(yǔ) ) Send(Receiver, message)。 發(fā)送一個(gè)消息給接收進(jìn)程； Receive(Sender, message)。 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。 而原語(yǔ) Receive(P1， m1)則表示接收由 P1發(fā)來(lái)的消息 m1。 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 。 例如 ， 用于提供打印服務(wù)的進(jìn)程 ， 它可以接收來(lái)自任何一個(gè)進(jìn)程的 “ 打印請(qǐng)求 ” 消息 。 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)。 我們還可以利用直接通信原語(yǔ) ， 來(lái)解決生產(chǎn)者 消費(fèi)者問(wèn)題 。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 。 如果消息尚未生產(chǎn)出來(lái) ， 消費(fèi)者必須等待 ， 直至生產(chǎn)者進(jìn)程將消息發(fā)送過(guò)來(lái) 。 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。 … send(consumer, nextp)。 until false。 repeat receive(producer, nextc)。 … consume the item in nextc。 until false。 間接通信方式 (1) 信箱的創(chuàng)建和撤消 。 進(jìn)程可利用信箱創(chuàng)建原語(yǔ)來(lái)建立一個(gè)新信箱 。 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 。 當(dāng)進(jìn)程不再需要讀信箱時(shí) ， 可用信箱撤消原語(yǔ)將之撤消 。 (2) 消息的發(fā)送和接收 。 當(dāng)進(jìn)程之間要利用信箱進(jìn)行通信時(shí) ， 必須使用共享信箱 ， 并利用系統(tǒng)提供的下述通信原語(yǔ)進(jìn)行通信 。 Send(mailbox, message)。 Receive(mailbox, message)。 從指定信箱中接收一個(gè)消息； 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 。 據(jù)此 ， 可把信箱分為以下三類 。 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 。 信箱的擁有者有權(quán)從信箱中讀取消息 ， 其他用戶則只能將自己構(gòu)成的消息發(fā)送到該信箱中 。 這種私用信箱可采用單向通信鏈路的信箱來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 當(dāng)擁有該信箱的進(jìn)程結(jié)束時(shí) ， 信箱也隨之消失 。 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 。 核準(zhǔn)進(jìn)程既可把消息發(fā)送到該信箱中 ， 也可從信箱中讀取發(fā)送給自己的消息 。 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) 。 通常 ， 公用信箱在系統(tǒng)運(yùn)行期間始終存在 。 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 。 信箱的擁有者和共享者 ， 都有權(quán)從信箱中取走發(fā)送給自己的消息 。 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 。 這時(shí)可為發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程建立一條兩者專用的通信鏈路 ， 使兩者之間的交互不受其他進(jìn)程的干擾 。 (2) 多對(duì)一關(guān)系 。 允許提供服務(wù)的進(jìn)程與多個(gè)用戶進(jìn)程之間進(jìn)行交互 ， 也稱為客戶 /服務(wù)器交互 (client/server interaction)。 (3) 一對(duì)多關(guān)系 。 允許一個(gè)發(fā)送進(jìn)程與多個(gè)接收進(jìn)程進(jìn)行交互 ， 使發(fā)送進(jìn)程可用廣播方式 ， 向接收者 (多個(gè) )發(fā)送消息 。 (4) 多對(duì)多關(guān)系 。 允許建立一個(gè)公用信箱 ， 讓多個(gè)進(jìn)程都能向信箱中投遞消息；也可從信箱中取走屬于自己的消息 。 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 。 有兩種方式建立通信鏈路 。 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 。 這種方式主要用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中 。 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 。 這種方式主要用于單機(jī)系統(tǒng)中 。 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 )。 而根據(jù)通信方式的不同 ， 則又可把鏈路分成兩種： ① 單向通信鏈路 ， 只允許發(fā)送進(jìn)程向接收進(jìn)程發(fā)送消息； ② 雙向鏈路 ， 既允許由進(jìn)程 A向進(jìn)程 B發(fā)送消息 ， 也允許進(jìn)程 B同時(shí)向進(jìn)程 A發(fā)送消息 。 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 。 這種方式可用于辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中 ， 為用戶提供快速的便箋式通信；但這對(duì)要發(fā)送較長(zhǎng)消息的用戶是不方便的 。 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 。 系統(tǒng)在處理和存儲(chǔ)變長(zhǎng)消息時(shí) ， 須付出更多的開(kāi)銷 ， 但方便了用戶 。 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 。 3. 進(jìn)程同步方式 (1) 發(fā)送進(jìn)程阻塞、 接收進(jìn)程阻塞。 (2) 發(fā)送進(jìn)程不阻塞、 接收進(jìn)程阻塞。 (3) 發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程均不阻塞。 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) 。 在消息緩沖隊(duì)列通信方式中 ， 主要利用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是消息緩沖區(qū) 。 type message buffer=record sender。 size。 text。 next。 end (2) PCB中有關(guān)通信的數(shù)據(jù)項(xiàng) 。 在利用消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制時(shí) ， 在設(shè)置消息緩沖隊(duì)列的同時(shí) ， 還應(yīng)增加用于對(duì)消息隊(duì)列進(jìn)行操作和實(shí)現(xiàn)同步的信號(hào)量 ， 并將它們置入進(jìn)程的 PCB中 。 在 PCB type processcontrol block=record … mq。 mutex。 sm。 … end 發(fā)送進(jìn)程在利用發(fā)送原語(yǔ)發(fā)送消息之前 ， 應(yīng)先在自己的內(nèi)存空間 ， 設(shè)置一發(fā)送區(qū) a， 見(jiàn)圖 2 12 所示 ， 把待發(fā)送的消息正文 、 發(fā)送進(jìn)程標(biāo)識(shí)符 、 消息長(zhǎng)度等信息填入其中 ，然后調(diào)用發(fā)送原語(yǔ) ， 把消息發(fā)送給目標(biāo) (接收 )進(jìn)程 。 發(fā)送原語(yǔ)首先根據(jù)發(fā)送區(qū) a中所設(shè)置的消息長(zhǎng)度 區(qū) i， 接著 ， 把發(fā)送區(qū) a中的信息復(fù)制到緩沖區(qū) i中 。 為了能將 i掛在接收進(jìn)程的消息隊(duì)列 mq上 ， 應(yīng)先獲得接收進(jìn)程的內(nèi)部標(biāo)識(shí)符 j， 然后將 i掛在 。 由于該隊(duì)列屬于臨界資源 ， 故在執(zhí)行 insert操作的前后 ， 都要執(zhí)行 wait和 signal操作 。 圖 2 12 消息緩沖通信 s e n d e r : As i z e : 5t e x t : H e l l omqm u t e xsms e n d e r : As i z e : 5t e x t : H e l l on e x t : 0s e n d ( B , a )第一消息緩沖區(qū)s e n d e r : As i z e : 5t e x t : H e l l or e c e i v e ( b )a發(fā)送區(qū)ab接收區(qū)b進(jìn)程 BP C B ( B )進(jìn)程 A procedure send(receiver, a) begin getbuf(,i)。 根據(jù) ∶ = 。 將發(fā)送區(qū) a中的信息復(fù)制到消息緩沖區(qū)之中； ∶ = 。 ∶ = 。 ∶ = 0。 getid(PCB set, )。 獲得接收進(jìn)程內(nèi)部標(biāo)識(shí)符； wait()。 insert(, i)。 signal()。 signal()。 end 3. 接收原語(yǔ) procedure receive(b) begin j ∶ = internal name。 j wait()。 wait()。 remove(, i)。 signal()。 ∶ = 。 將消息緩沖區(qū) i中的信息復(fù)制到接收區(qū) b。 ∶ = 。 ∶ = 。 end 7 線 程 線程的基本概念 為使程序能并發(fā)執(zhí)行 ， 系統(tǒng)還必須進(jìn)行以下的一系列操作 。 1) 創(chuàng)建進(jìn)程 2) 撤消進(jìn)程 3) 線程的屬性 (1) 輕型實(shí)體。 (2) 獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。 (3) 可并發(fā)執(zhí)行。 (4) 共享進(jìn)程資源。 3. (1) 狀態(tài)參數(shù) 。 在 OS中的每一個(gè)線程都可以利用線程標(biāo)識(shí)符和一組狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行描述 。 狀態(tài)參數(shù)通常有這樣幾項(xiàng)： ① 寄存器狀態(tài) ， 它包括程序計(jì)數(shù)器 PC和堆棧指針中的內(nèi)容； ② 堆棧 ， 在堆棧中通常保存有局部變量和返回地址； ③ 線程運(yùn)行狀態(tài) ， 用于描述線程正處于何種運(yùn)行狀態(tài)； ④ 優(yōu)先級(jí) ， 描述線程執(zhí)行的優(yōu)先程度； ⑤ 線程專有存儲(chǔ)器 ， 用于保存線程自己的局部變量拷貝； ⑥ 信號(hào)屏蔽 ， 即對(duì)某些信號(hào)加以屏蔽 。 (2) 線程運(yùn)行狀態(tài) 。 如同傳統(tǒng)的進(jìn)程一樣 ， 在各線程之間也存在著共享資源和相互合作的制約關(guān)系 ， 致使線程在運(yùn)行時(shí)也具有間斷性 。 相應(yīng)地 ， 線程在運(yùn)行時(shí) ， 也具有下述三種基本狀態(tài)：① 執(zhí)行狀態(tài) ， 表示線程正獲得處理機(jī)而運(yùn)行； ② 就緒狀態(tài) ， 指線程已具備了各種執(zhí)行條件 ， 一旦獲得 CPU便可執(zhí)行的狀態(tài)； ③ 阻塞狀態(tài) ， 指線程在執(zhí)行中因某事件而受阻 ， 處于暫停執(zhí)行時(shí)的狀態(tài) 。 4. 在多線程 OS環(huán)境下 ， 應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí) ， 通常僅有一個(gè)線程在執(zhí)行 ， 該線程被人們稱為 “ 初始化線程 ” 。 它可根據(jù)需要再去創(chuàng)建若干個(gè)線程 。 在創(chuàng)建新線程時(shí) ， 需要利用一個(gè)線程創(chuàng)建函數(shù) (或系統(tǒng)調(diào)用 )， 并提供相應(yīng)的參數(shù) ， 如指向線程主程序的入口指針 、 堆棧的大小 ， 以及用于調(diào)度的優(yōu)先級(jí)等 。 在線程創(chuàng)建函數(shù)執(zhí)行完后 ， 將返回一個(gè)線程標(biāo)識(shí)符供以后使用 。 終止線程的方式有兩種：一種是在線程完成了自己的工作后自愿退出；另一種是線程在運(yùn)行中出現(xiàn)錯(cuò)誤或由于某種原因而被其它線程強(qiáng)行終止 。 5. 多線程 OS中的進(jìn)程 在多線程 OS中 ， 進(jìn)程是作為擁有系統(tǒng)資源的基本單位 ，通常的進(jìn)程都包含多個(gè)線程并為它們提供資源 ， 但此時(shí)的進(jìn)程就不再作為一個(gè)執(zhí)行的