進(jìn)程和進(jìn)程控制線程進(jìn)程互斥和同步死鎖問(wèn)題進(jìn)程間通信處理-在線瀏覽
2024-09-11 14:15本頁(yè)面
【正文】 T2: ... ... Read(x)。 if x=1 then if x=1 then x:=x1。 write(x)。 ... ... 5 3個(gè)進(jìn)程： get, process和 print 進(jìn)程互斥和同步 操作順序沖突 臨界資源 get process print 問(wèn)題的提出 Buf1 Buf2 磁帶 打印機(jī) 6 臨界資源的訪問(wèn)過(guò)程 進(jìn)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(wèn)，必須采取一定的協(xié)調(diào)措施 臨界區(qū) (critical section)： 進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的一段 代碼。如果可以進(jìn)入臨界區(qū)，通常設(shè)置相應(yīng)“正在訪問(wèn)臨界區(qū)”標(biāo)志。 剩余區(qū) (remainder section)：代碼中的其余部分。critical sectionturn = j。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(jìn)程互斥和同步 互斥算法 10 算法 2：雙標(biāo)志、先檢查 設(shè)立一個(gè)標(biāo)志數(shù)組 flag[]：描述進(jìn)程是否在臨界區(qū)，初值均為FALSE。 aflag[i] = TRUE。remainder section優(yōu)點(diǎn)：不用交替進(jìn)入，可連續(xù)使用； 缺點(diǎn)： Pi和 Pj可能同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)?？煞乐箖蓚€(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)。 bwhile (flag[j])。remainder section缺點(diǎn)： Pi和 Pj可能都進(jìn)入不了臨界區(qū) 。描述可進(jìn)入的進(jìn)程（同時(shí)修改標(biāo)志時(shí)） 在進(jìn)入?yún)^(qū)先修改后檢查，并檢查并發(fā)修改的先后： 檢查對(duì)方 flag，如果不在臨界區(qū)則自己進(jìn)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(jìn)程等待，較早的進(jìn)程進(jìn)入－－先到先入，后到等待 flag[i] = TRUE。while (flag[j] amp。 turn == j)。remainder section進(jìn)程互斥和同步 進(jìn)程互斥的軟件方法 互斥算法 13 信號(hào)量 (semaphore) ?信號(hào)量和 P、 V原語(yǔ) ?信號(hào)量集 前面的互斥算法是進(jìn)程間的一種 平等協(xié)商 機(jī)制，不能滿足進(jìn)程同步機(jī)制準(zhǔn)則的全部要求。 操作系統(tǒng) 可從進(jìn)程管理者的角度來(lái)處理互斥的問(wèn)題， 信號(hào)量 就是 OS提供的管理臨界資源的有效手段。 進(jìn)程互斥和同步 14 信號(hào)量和 P、 V原語(yǔ) 1965年，由荷蘭學(xué)者 Dijkstra提出（ P、 V分別是荷蘭語(yǔ)的 proberen=test和 verhogen=increment的首字母），是一種卓有成效的進(jìn)程同步機(jī)制。 //表示申請(qǐng)一個(gè)資源 。 { 調(diào)用進(jìn)程進(jìn)入等待隊(duì)列 。 } } 進(jìn)程互斥和同步 信號(hào)量 16 V原語(yǔ) V(s) { ++。 進(jìn)程 P進(jìn)入就緒隊(duì)列 。critical sectionremainder sectionP(mutex)。P(S 12 )。其中， 生產(chǎn)者 進(jìn)程不斷寫(xiě)入，而 消費(fèi)者 進(jìn)程不斷讀出；共享緩沖區(qū)共有 n個(gè) ； 任何時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程可對(duì)共享緩沖區(qū)進(jìn)行操作。 full和 empty存在關(guān)系： full + empty == n mutex用于訪問(wèn)緩沖區(qū)時(shí)的互斥，初值是 1 每個(gè)進(jìn)程中各個(gè) P操作的次序是重要的：先檢查資源數(shù)目，再檢查是否互斥―― 否則可能死鎖 (為什么？ ) ConsumerProducerP(empty)。 //進(jìn) 入?yún)^(qū) one unit buffer。V(full)。P(mutex)。V(mutex)。 //退 出區(qū)進(jìn)程互斥和同步 經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題 1. 生產(chǎn)者－消費(fèi)者問(wèn)題 (the producerconsumer problem) 21 2. 讀者－寫(xiě)者問(wèn)題 (the readerswriters problem) 問(wèn)題描述：對(duì)共享資源的讀寫(xiě)操作，任一時(shí)刻“寫(xiě)者”最多只允許一個(gè)，而“讀者”則允許多個(gè) “讀－寫(xiě)”互斥， “寫(xiě)－寫(xiě)”互斥， 讀－讀 允許 進(jìn)程互斥和同步 經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題 22 采用信號(hào)量機(jī)制： Wmutex表示 允許寫(xiě) ，初值是 1。 進(jìn)程互斥和同步 2. 讀者－寫(xiě)者問(wèn)題 經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題 P(Rmutex)。 ++Rcount。 read。 Rcount。 V(Rmutex)。 write。 Writer 23 信號(hào)量同步的缺點(diǎn) 同步操作分散 ：信號(hào)量機(jī)制中，同步操作分散在各個(gè)進(jìn)程中，使用不當(dāng)就可能導(dǎo)致各進(jìn)程死鎖（如 P、 V操作的次序錯(cuò)誤、重復(fù)或遺漏） 易讀性差 ：要了解對(duì)于一組共享變量及信號(hào)量的操作是否正確，必須通讀整個(gè)系統(tǒng)中并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)程序； 不利于修改和維護(hù) ：各模塊的獨(dú)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(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)沒(méi)有邏輯錯(cuò)誤； 進(jìn)程互斥和同步 管程 用信號(hào)量可實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步，但由于信號(hào)量的控制分布在整個(gè)程序中，其正確性分析很困難。即：將共享變量以及對(duì)共享變量能夠進(jìn)行的所有操作集中在一個(gè)模塊中。
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