15章用户态和内核态信号量.pptVIP

int sem_trywait(sem_t *sem); * 在Linux系统中有名信号量都是创建在/dev/shm目录下。例如，name为“info”时，创建出来的有名信号量文件将是“/dev/shm/sem.info”。 * * * 此处请认真体会内核线程和用户线程之间的差异 * * 山东科技大学操作系统教研组 操作系统实践 操作系统实践 第15章 用户态和内核态信号量 山东科技大学操作系统教研组 掌握POSIX无名信号量和有名信号量的使用方法。 理解POSIX无名信号量和有名信号量的差异。 掌握内核态信号量的的使用方法。 理解内核态和用户态信号量的差异。 理解内核线程的创建方法以及内核态、用户态线程的差异。 通过实验深入理解并发环境中进程和线程的同步机制。 通过内核线程运行、撤销、等待的运行机制，进一步的体会操作系统的并发、异步特性。 实验1：使用POSIX信号量实现线程同步 实验2：使用POSIX信号量实现进程同步 实验3：创建Linux内核线程并使用内核信号量实现同步 本章实验中，实验1和实验2的实验原理和背景基本相同 实验目的 掌握在线程同步问题中POSIX无名信号量和有名信号量的使用方法。 理解POSIX无名信号量和有名信号量的差异。 实验内容 使用POSIX无名信号量和有名信号量在线程间同步的应用，包括互斥与狭义同步 本节实验代码为电子资源中““/源代码/ch15/vexp1/”目录下的mythread_posix3_semn.c、mythread_posix3_semu.c、pro_csm_namedsem.c和pro_csm_semu 实验要求 编译并执行电子资源中“/源代码/ch15/vexp1/”目录下的相关文件，查看和理解运行结果。 理解并掌握Linux中POSIX信号量的概念、有名信号量、无名信号量的使用方法，加深对Linux线程的理解 进一步理解线程间的同步与互斥问题。 实验目的 掌握在进程同步问题中POSIX无名信号量和有名信号量的使用方法。 理解POSIX无名信号量和有名信号量的差异。 实验内容 使用POSIX无名信号量和有名信号量在进程间同步的应用，包括互斥与狭义同步 “/源代码/ch15/vexp2/”目录下的文件，其中fork_semu2.c、shm_usem03.c分别演示了父子进程使用无名信号量的错误和正确方法；fork_semn1.c fork_semn2.c分别使用有名信号量实现了父子进程间的同步和互斥；而csm_namedsem.c和pro_namedsem.c文件实现了无关进程间的同步。 实验要求 编译并执行电子资源中“/源代码/ch15/vexp2/”目录下的相关文件，查看和理解运行结果。 理解并掌握Linux中POSIX信号量的概念、有名信号量、无名信号量的使用方法，加深对Linux进程的理解 进一步理解进程间的同步与互斥问题。 与实验1对照，加深对进程和线程差异的理解 原理/背景 什么是信号量 教材P.209 操作系统教科书中信号量的定义 进程和线程的差异 进程概念 线程概念 多个进程之间可能存在父子关系或兄弟关系，但也可能完全无关； 隶属于同一个进程的线程之间，一定存在相关性， 原理/背景 同步问题 同步问题，包含狭义的同步与互斥，教材P.202 区分同步与互斥 Recall： 广义的同步又可以分为狭义的同步和互斥，定义如下： 互斥：一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享某一公有资源而导致它们必须以一个不允许交叉执行的单位执行。 同步（狭义）：异步环境下的一组并发进程，因直接制约而互相发送消息而进行相互合作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的同步 原理/背景 同步问题 单向同步问题模型 教材P.210 semaphore notempty=0；//声明信号量notempty，初值为0，表示没有产品 producer() { /* 生产产品 */ ...... signal(notempty);//设置缓冲区非空的信号量 } consumer() { wait(notempty); // 等待缓冲区非空的通知 /* 消费产品*/ ....... } 原理/背景 同步问题 双向同步问题模型 教材P.211 semaphore notfull=1, notempty=0；//声明信号量 producer() { wait(notfull) // 等待缓冲区非满的通知 /* 生产产品 */ ...... signal(notempty); //设置缓冲区非空的信号量 } consumer() { wait(notempty);// 等待缓冲区非空的通知 /* 消费产品*/