操作系统2002--进程同步与互斥讲解.ppt

buffer1 buffer2 输入设备 打印设备 输入进程 计算进程 打印进程 P1 P2 P3 PROCESS calculator begin L1: P(SB); 计算下一个数据 并送入缓冲区; V(SA); goto L1; end; PROCESS printer begin L2: P(SA); 从缓冲区中取出 数据并打印; V(SB); goto L2; end; 同步机制 调用P操作测试消息是否到达 调用V操作发送消息 生产者-消费者问题 简单的生产者、消费者问题（单缓冲区） 定义：整型变量：Buffer，信号量：SP=1, SG=0 PROCESS Producer begin L1: produce a product; P(SP); Buffer := product; V(SG); goto L1 end PROCESS Consumer begin L2: P(SG); Take a product form Buffer; V(SP); goto L2 end 多缓冲区生产者、消费者问题 PROCESS Producer begin L1: produce a product; P(SP); B[k] := product; k := (k + 1) mod n; V(SG); goto L1 end PROCESS Consumer begin L2: P(SG); Take a product form B[t]; t := (t + 1) mod n V(SP); consumer; goto L2 end 定义：整型变量：k = 0, t = 0 整型数组：B[0…n-1] 信号量：SP = n, SG = 0 例子：三个进程R、W1、W2，共享一个缓冲区B，B中最多只能存放一个数。进程R负责不断地向B中存入整数，进程W1、W2分别负责取出B中的奇数和偶数并进行打印。 PROCESS R x: integer; begin L1: {从输入设备中读入 一个数}; x := 读入的数； P(S); B := x; if B=奇数 then V(SO) else V(SE) goto L1; end PROCESS W1 y: integer; begin L2: P(SO); y := B； V(S); {打印y中数}； goto L2; end PROCESS W2 z: integer; begin L3: P(SE); z := B； V(S); {打印z中数}； goto L3; end 定义信号量：S 初值为1 表示初始时缓冲区可用 SO 初值为0 用于向打印奇数的进程发消息 SE 初值为0 用于向打印偶数的进程发消息 四、同步与互斥的混合问题 例子：有m个生产者和r个消费者共享容量为n的缓冲器（m、r、n均大于1）。每个生产者把自己生产的物品存入缓冲区，每个消费者从缓冲区中取出物品去消费。要求用P、V操作对这些生产者和消费者进行正确管理。 定义：整型数组：B[0…n-1] 整型变量：k，t 初值均为0 信号量：S1：初值1 用于生产者放入物品 S2：初值1 用于消费者取出物品 SP：初值n 缓冲区是否可用 SG：初值0 缓冲区里是否有物品 PROCESS Pi begin L1: produce a product; P(SP); P(S1); B[k] := product; k := (k + 1) mod n; V(S1); V(SG); goto L1 end PROCESS Cj begin L2: P(SG); P(S2); take a product from B[t]; t := (t + 1) mod n; V(S2); V(SP); consume; goto L1 end 生产者分别向缓冲区送产品，由S1控制互斥访问。 消费者分别从缓冲区