(进程同步与互斥应用例子.ppt

进程同步与互斥 例题 进程互斥 进程互斥： 并发进程之间相互竞争临界资源的排他性关系。 解题步骤： 确定临界资源及个数； 确定进程的关键工作步（使用临界资源的）； 确定信号量的初值(临界资源的个数)； 写出伪代码。 使用P(wait)操作和V(signal)操作对进程互斥进行控制。 例1：过独木桥。 分析：进程P1、P2因竞争独木桥这个资源而成为互斥关系。 设：信号量m表示独木桥资源，初值为1表示资源可用。 int m=1; cobegin p1() // p2() coend 练习：过十字路口（单道）。 分析：进程P1、P2、P3、P4因竞争十字路口这个资源而成为互斥关系。 设：信号量m表示十字路口资源，初值为1表示资源可用。 int m=1; cobegin p1() // p2() //p3() // p4() coend 有一个阅览室，共有100个座位。读者进入阅览室时必须在入口处进行登记；离开阅览室时必须进行注销。试用PV操作描述读者进入/离开阅览室的同步与互斥关系。 Reader进程 { 登记 进入阅览室 读书 离开阅览室 注销 } 分析： 在入口和出口处读者应该互斥进行登记和注销， 100个座位，100个互斥资源 设置信号量 教室内空座位数量，seat，初值100 为入口处进行登记设置互斥信号量Sin，初值 1，表示当前可用 为出口处进行注销设置互斥信号量Sout，初值 1，表示当前可用 问题 若有一售票厅只能容纳300人，当少于300人时，可以进入。否则，需在外等候，若将每一个购票者作为一个进程，请用P、V操作编程。 例2：读写数据库。某数据库有一个写进程、多个读进程，它们之间读、写操作的互斥要求是：写进程运行时，其他读、写进程不能对数据库进行操作。读进程之间不互斥，可以同时读数据库。请用信号量及PV操作描述这一组进程的工作过程。（读者-写者问题） 分析：写进程writer、读进程reader因竞争数据库这个资源而成为互斥关系。因为写进程执行时，不能执行其他读写进程，所以还必须设置一个计数器统计读进程的个数。如果是第一个读进程，就与写进程竞争数据库。如果是最后一个读进程，就释放数据库。因计数器是一个临界资源，所以多个读进程对计数器的操作又是互斥操作。 设：信号量rmutex表示数据库资源，初值为1表示资源可用；wmutex表示计数器count资源，初值为1表示可用。 int rmutex=1，wmutex=1; cobegin reader() // writer() coend 小结 进程互斥：进程之间要竞争临界资源。 信号量表示临界资源是否可用，或临界资源的数量。 信号量的个数与临界资源的个数一致。 对同一个信号量的PV操作要在同一个进程中完成。 P操作：进入临界区前 V操作：离开临界区后 进程同步 进程同步： 并发进程之间相互合作，完成一项工作，它们之间有一定的时序关系。 解题步骤： 确定进程的个数及每个进程的工作； 确定关键工作步（需要控制的）； 确定信号量表示的含义，当信号量的值为0时，表示期望的消息尚未产生；当信号量的值非0时，表示期望的消息已经存在。 写出伪代码。在同步关系的控制中，同一信号量的P(wait)、V(signal)操作成对出现，但它们分别在不同的进程代码中。 例1：假设有三个并发进程P，Q，R，其中P负责从输入设备上读入信息并传送给Q，Q将信息加工后传送给R，R则负责将信息打印输出。进程P、Q共享一个缓冲区，进程Q、R共享另一个缓冲区。 进程的同步 例2：公共汽车中的司机和售票员。 解法：信号量表示进程能否开始。 设信号量m1表示司机进程P1能否启动汽车，初值为0，m2表示售票员进程p2能否开门，初值为0。 int m1=0,m2＝0 ; cobegin p1() // p2() coend 进程的同步 例3-2：吃水果。 分析：父亲先放水果，儿子女儿再吃水果；儿子女儿取完水果，父亲再放水果，这三个进程是一个同步关系。 解法：设信号量m1表示父亲能否放水果，m2表示儿子能否取桔子，m3表示女儿能否取苹果。 int m1=1,m2=0,m3=0； cobegin p1() // p2() // p3() coend 进程的同步 例3-3：吃水果。 分析：父母亲先放水果，儿子再取水果吃；父亲与儿子，母亲与儿子是一个同步关系，父亲与母亲要竞争空盘子。 解法：设信号量m1表示是否有空盘子，信号量m2表示儿子能否取水果。 int m1