《操作系统第二章2.ppt

一、进程同步的基本概念 register2:=counter； register2:=register2-1； register1:=counter； counter:=register2； register1:=register1+1； counter:=register1； 　 2、记录型信号量 三、信号量的应用 进程互斥问题解题思路 一类临界资源设置一个互斥信号量mutex，初值为其可用个数(如打印机台数)，如：只有一台打印机可设置为1 所有互斥进程在进入区执行P(mutex)，退出区执行V(mutex)；次序不能颠倒 P和V操作成对出现。遗漏P操作则不能保证互斥访问，遗漏V操作则可能造成死锁 三、信号量的应用 进程同步问题的解题思路 有几类同步进程，就设几个同步信号量。 设定信号量初值。 同一信号量的P、V操作要成对出现，但分别在不同进程的代码中。 四、管程 信号量机制中，大量分散的同步操作 给系统管理带来了麻烦 容易导致系统死锁 1、管程(monitor)定义 管程可定义为：一个数据结构和能为并发进程所执行(在该数据结构上)的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据。 管程由4部分组成 2、条件变量 在管程中引入条件变量（condition）来区分等待原因的不同，描述格式为 var x: condition； 对条件变量的P、V操作可表示为： x.wait：将调用该过程的进程挂起阻塞，并加入到x的挂起阻塞队列中；此时其它进程可以使用该管程。 x.signal：选择一个在条件变量x上被阻塞挂起的进程恢复，若没有，该操作无效。这与信号量机制中的signal操作不同，因为后者总是要执行s:=s+1操作，因而总会改变信号量的状态。 求解进程同步与互斥问题注意事项 进程应该先申请同步信号量，再申请互斥信号量；释放顺序不要求，但建议嵌套出现 任何信号量的P和V操作都必须成对出现 对互斥信号量的操作成对出现在同一进程中 对同步信号量的操作成对出现在不同进程中 在生产者消费者问题中，若只有一个缓冲区，则不需要互斥信号量 进程同步与互斥问题解题思路 分清哪些是互斥问题(互斥访问临界资源)，哪些是同步问题(具有前后执行顺序要求，一个进程的操作结果影响另一个进程的操作)。 一类临界资源设置一个互斥信号量，初值为其可用个数，一般为1，代表一次只允许一个进程访问临界资源。 有几类同步进程，就设几个同步信号量。一个同步信号量表示一类同步进程是否可以开始或已经结束。 同步与互斥的解题步骤 确定进程。包括进程的数量、进程的工作内容，可以用流程图描述。 确定同步互斥关系。根据使用的是临界资源还是处理的前后关系，确定同步与互斥，然后确定信号量的个数、含义及对信号量的P、V操作。 用类C语言描述同步或互斥算法。 本章作业 三、信号量的应用 例：三个进程共用两个I/O缓冲区。 解：为缓冲区设置一个互斥信号量S，S.value=2，表示可用缓冲区有2个。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 利用信号量实现前驱关系 P1 P2 三、信号量的应用 设置一个信号量S，S=0 P1； V(S); P(S)； P2; 如此即可实现先执行P1，再执行P2 为每个前趋关系设置一个同步信号量，其初值为0 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 三、信号量的应用 例: 程序前趋图如图所示，试用P、V操作实现其同步。 var a,b,c,d:semaphore:=0,0,0,0; begin cobegin s1; s2; s3; s4; coend; end; s1 s2 s3 s4 a b c d s1: begin …; v(a); end; s2: begin … v(b); v(c); end; s3: begin p(a); p(b); … v(d); end; s4: begin p(c); p(d);