第四章 进程通信.ppt

第四章 进程通信 本章主要介绍进程之间的通信，即进程之间信息的传递，分为低级通信和高级通信两部分，低级通信部分是本课程的重点和难点。 4.1 同步与互斥 一.进程同步 同步：指多个相互合作的进程，在一些关键点上，相互等待或交换信息，这种制约关系称为进程同步。 例： 4.1 同步与互斥 二、进程互斥 1.临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源。 如：打印机 2.临界区：对临界资源互斥操作的程序段。 一个程序分为四个部分：进入区、临界区、退出区、剩余区 4.1 同步与互斥 注意：临界区只是针对某一临界资源而言的。 若程序段A和B是关于变量x的临界区， 程序段C和D是关于变量y的临界区， 则A与B，C与D要互斥执行 而A与C，B与D，A与D，B与C不需要互斥执行。 4.1 同步与互斥 3.临界区管理的原则 (1)空闲让进 (2)忙则等待 (3)有限等待 (4)让权等待 4.1 同步与互斥 三.同步与互斥的关系 （1）区别 互斥；联系松散，取用资源随机，有则用 同步：联系紧密，按序执行，有资源也不一定可用 （2）联系 都是进程之间的相互制约关系，互斥是特殊的同步，可将二者统称为进程同步。 4.1 同步与互斥 四、进程的两种制约关系 多道程序系统中，进程间存在两种制约关系： 1.直接制约关系 2.间接制约关系 4.2 互斥的实现方法 一、软件解决方法 1.锁技术 将临界区视为一个小房间，拿到临界资源后进入自己的小房间，并加上锁，使用完后打开锁，叫其他人拿走。 锁变量w，w＝0，锁打开，资源可用； w＝1，锁关闭，资源被占用； 4.2 互斥的实现方法 （1）锁技术实现互斥 Process 1 Process 2 …… …… While w0 do {nothing}; While w0 do {nothing} W:=1; W:=1; critical section; critical section; W:=0; W:=0; 4.2 互斥的实现方法 (2)存在问题 可能会两进程同时进入临界区访问 原因：加锁不及时 (3)改进的锁技术 用原语实现加锁和开锁 加锁原语：lock（w） 开锁原语：unlock（w） 4.2 互斥的实现方法 Lock（w） L： if (w=1) then goto L else w：=1; Unlock(w) w:=0; 4.2 互斥的实现方法 思考：用开锁和关锁原语实现互斥 4.2 互斥的实现方法 二、硬件解决方法 1.禁止中断（中断屏蔽的方法） Repeat 关中断 critical section 开中断 Remainder Until false 4.2 互斥的实现方法 2.硬件指令方法 （1）TS指令（TestSet） Function TS(var i:integer):boolean; Begin if i=0 then begin i:=1; TS:=true end; else TS:=false End; 4.2 互斥的实现方法 Program mutualexclusion Const n=… (* number of process*) Var bolt:integer; Procedure P(i:integer) Begin repeat repeat no_op until TS(bolt); critical section Bolt:=0; remainder Until false end 4.2 互斥的实现方法 Begin (*main program*) Bolt:=0; Cobegin p(1