【正文】 ? fork（）：創(chuàng)建一個新進程。 也就是說不管是父進程還是子進程，在占有處理機后，都從 fork（）調(diào)用的返回點開始運行 。 14 ? exit（ status）：進程結(jié)束。 ? wait（ status）：等待子進程結(jié)束。 (2)在控制返回調(diào)用者時，同時將所等到的子進程 pid作為 wait（）系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的返 ? waitpid（ pid， ? ）：等待 pid所指定的進程結(jié)束。 輸入進程 緩沖區(qū) 計算進程 進程的 同步與互斥 ? 互斥關(guān)系（間接制約）： 把并發(fā)進程間存在的因相互競爭使用獨占資源（共享資源）而產(chǎn)生的制約關(guān)系。 一般包括：慢速設(shè)備，共享的變量、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、緩沖區(qū)、表格、隊列、棧、文件等。 同步與臨界段問題 19 例： 2個進程 P1， P2分別對共享變量 account執(zhí)行加 1和加 2的操作， account 初始值為 0， account的結(jié)果為多少？ P1， P2的執(zhí)行順序如下： P1 M=account。 account=M。 N=N+2。 P1 M=account。 account=M。 N=N+2。 進程推進順序 按此順序執(zhí)行account=2 按此順序執(zhí)行account=1 兩點說明： ?產(chǎn)生與時間有關(guān)的錯誤。 20 ? 臨界段 ? 定義： 指在進程中訪問臨界資源的那段代碼。 2）在退出臨界段后，必須有一段代碼來清除 “ 正在訪問臨界段 ” 標志，或發(fā)出本進程已經(jīng)退出臨界段的信息，把這段代碼稱為 退出區(qū) （釋放）。 //進入?yún)^(qū) critical code。 //退出區(qū) remainder code。如果不互斥使用會交叉輸出。 Parbegin P1: { M:=count。 count:= M。 N:=N+2。 } Parend。 ? 同步機構(gòu)應(yīng)遵循 4個準則： 空閑讓進； 忙則等待； 有限等待； 讓權(quán)等待； ? 實現(xiàn)方法 ① 軟件方法 ② 硬件方法 25 實現(xiàn)臨界段的硬件方法 與計算機體系結(jié)構(gòu)有關(guān) 屏蔽中斷法 中斷引起的并發(fā)會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果 進程 1的程序 disableInterrupt()。 enableInterrupt()。 Balance=balanceamount。 兩條命令： enableInterrupt， disableInterrupt 缺點： 1）可能影響到 I/O行為 2）只能用于單處理機系統(tǒng) 26 “ Test_and_Set”指令 該指令功能描述為： boolean Test_and_Set（ boolean target） { Boolean rv= target。 //進入?yún)^(qū) critical section。 //退出區(qū) non critical section。 27 二、“ Swap”指令 該指令功能描述為： void Swap（ boolean a, boolean b） { boolean temp=a a = b b = temp } 28 設(shè) Lock為全局布爾變量（初值為 false），每個進程設(shè)一個局部布爾變量 Key。 do{ key = true。 critical section Lock = false。 ? 信號量 S為一整型變量： ? P(S): While S≤0 ； S = S1； ? V（ S）： S = S＋ 1； P,V操作是兩條原語，即保證 P， V操作對變量 S的訪問是互斥操作。 ? 實現(xiàn)臨界段的元方法 : ?屏蔽中斷 (只用于單機 )； ?加硬鎖 ,如“ Test_and_Set” ，“ Swap” 硬指令。 While(s≤0){ enableIntrrupt()。 } s=s1。 } V(s){ disableIntrrupt()。 enableIntrrupt()。 基本思想是： ? 在 P操作循環(huán)等待的地方加入放棄處理機，進入等待隊列動作； ? 在 V操作時，從等待隊列中摘取進程變?yōu)榫途w態(tài)。 一個數(shù)型變量 struct process *L。 2. P操作 P(S): =－ 1。 3. V操作 V(S): :=value+1 if ≤0 then 從 取一進程，掛入就緒隊列。 34 信號量的物理意義 ? P(s)操作： ① 請求分配一個 S代表 的資源，執(zhí)行 ； ② 若 0， 表示系統(tǒng)已無該類資源，申請者阻塞。 35 3. 利用信號量實現(xiàn)進程互斥 ? 使用方法： 1）為每一個共享的臨界資源設(shè)置一個互斥信號量，其初值為 1。 ? 注意： 對同一信號量操作的 P與 V操作在進程中必須成對出現(xiàn)。進程 pi為第 i個售票處為旅客服務(wù)的進程，進程功能如下： pi() { 接受旅客訂票要求； Xi=Ri 。 Ri =Xi。 2）幾個進程都要訪問票務(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個售票處的售票進程 pi剛剛?cè)〕?Ri， 執(zhí)行 Xi=Ri； ② 第 j個售票處的售票進程 pj馬上執(zhí)行 Xj= Xj1。Ri =Xi。 39 semaphore mutex。 pi() { 接受旅客訂票要求； P(mutex)。 //將票務(wù)中心該次航班的余票 Ri取出送該進 //程工作單元 Xi if (Xi=1) { Xi= Xi1。 V(mutex)。 } else { V(mutex)。 } ? 解決辦法 40 ? 同步模型： 假設(shè)有兩個協(xié)作的并發(fā)進程 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 ? 實現(xiàn)方法： 利用信號量的同步原語 P可以實現(xiàn) P1向 P2發(fā)送消息，用 V來測試 P1的消息是否到達。 V(synch)。 S2。 41 啟動汽車 正常開車 到站停車 開車門 乘客上下車 關(guān)車門 司機和售票員同步示意圖 售車票 司機 售票員 stop close 利用信號量實現(xiàn)進程同步的例子 ? 現(xiàn)實例子： 42 設(shè)置信號量 close表示車門是否關(guān)好，初值為 0，表示門未關(guān)好，不允許司機啟動汽車；設(shè)置信號量 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。 Driver() {