第二章–2进程同步.ppt

进程的两种制约关系 间接制约:进程间由于共享某种系统资源，而形成的相互制约。 直接制约： 进程间由于合作而形成的相互制约。 信号量机制 整型信号量 整型数 Wait（S）: while S≤0 do no-op S:=S-1; Signal（S）: S:=S+1; wait（s）和signal（S）是原子操作. 只要信号量S≤0就不断测试，不满足让权等待. 记录型信号量 记录型结构，包含两个数据项： type semaphore=record value:integer; L:list of process; end S.value为资源信号量其初值：某类资源的数目 wait操作：申请一个单位资源 signal操作：释放一个单位资源 S.value≥0：表示系统中可用的资源数量 S.value0：其绝对值表示已阻塞的进程数量 S.Value初值为1时：只允许一个进程访问临界资源，是互斥信号量 AND型信号量 基本思想：将进程在整个运行中需要的所有资源，一次性全部分配给进程，待进程使用完后一起释放。  在wait中加入AND条件， 又称AND同步或同时wait操作：Swait Swait(S1，S2，…Sn) If S1≥1 and Sn≥1 then for i:=1 to n do Si:= Si-1; endfor else 当发现第一个Si1就把该进程放入等待队列 并将其程序计数器置于Swait操作的开始位置 endif Ssignal(S1，S2，…Sn) for i:=1 to n do Si:= Si+1; 将所有等待Si的 进程由等待队列取出放入到就绪队列 Endfor; 第三章 进程的同步与通信 3.1 进程的同步 3.2 进程通信 3.1 进程的同步 3.1.1 临界区 3.1.2 利用硬件的方法解决进程互 斥问题—互斥的加锁实现 3.1.3 信号量机制 进程同步的主要任务：使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的并发执行具有可再现性。 进程B 资源 进程A 进程A 进程B 一、进程间的制约关系 1.间接制约关系(互斥)： 2.直接制约关系(同步)： 3.1.1 临界区 由于共享资源引起 由于相互合作引起 3.1 进程的同步 受间接制约的各进程在执行顺序上是任意的; 一组在异步环境下的并发进程,各自的执行结果互为对方的执行条件,从而限制各进程的执行速度的过程,称为并发进程间的直接制约。 3.1.1 临界区 二、临界区 1.临界资源： 2.临界区： 3.1 进程的同步 一次仅允许一个进程访问的资源 例：进程PA、PB共享内存MS。其中MS分为三个领域，即系统区、进程工作区和数据区。数据区被划分为大小相等的块，每个块中既可能被放有数据，也可能未放有数据。系统区中主要是堆栈S，其中存放那些空数据块的地址。分析其中的临界资源、临界区。 访问临界资源的代码段，不允许多个并发进程交叉执行的一段程序 三、临界区的进入： 3.1.1 临界区 临界区必须互斥访问 2.同步机制应遵循的准则 1.访问过程 3.1 进程的同步 临界区 (1)检查临界资源是否被访问，未被访问，转(2)，否则转(1)。(2)进入临界区，并设访问标志 恢复访问标志，允许其它进程进入 空闲让进 忙则等待 有限等待 让权等待 进入区 退出区 3.1.2 利用硬件的方法解决进程互斥问题—互斥的加锁实现 可以利用某些硬件指令－－其读写操作由一条指令完成，因而保证读操作与写操作不被打断；这些指令允许对一个字的内容进行检测和修正，或交换两个字的内容。 一、利用Test-and-Set指令实现互斥 二、利用Swap指令实现进程互斥 3.1 进程的同步 3.1.2 利用硬件的方法解决进程互斥问题—互斥的加锁实现 一、利用Test-and-Set指令实现互斥 1. Test-and-Set指令 该指令读出标志后设置为TRUE boolean TS(boolean *lock) { boolean old; old = *lock; *lock = TRUE; return old; } lock表示资源的两种状态：TRUE表示临界区正被占用（