第五章并发性：互斥和同步浙江工业大学详解.ppt

并发性：互斥和同步;并发 (Concurrency);并发进程间的制约关系; 进程之间竞争资源面临三个控制问题： 互斥（ mutual exclusion )指多个进程不能同时使用同一个资源； 死锁（ deadlock )指多个进程互不相让，都得不到足够的资源； 饥饿（ starvation )指一个进程一直得不到资源（其他进程可能轮流占用资源） 2.相互合作关系 在某些进程之间还存在合作关系，例如一个程序的输入、计算、打印三个程序段作为三个进程并发执行，由于这三个进程间存在着相互合作的关系，即先输入再计算、最后再打印的关系，所以这三个进程在并发执行时推进序列受到限制，要保证其合作关系正确，进程间这种关系称为同步关系。;一个简单的例子; Process P1 Process P2 . . chin = getchar(); . . chin = getchar(); . chout = chin; . putchar(chout); chout = chin; putchar(chout);;解决办法;和并发相关的术语;临界资源 ;临界区(critical sections);竞争条件;操作系统关注的问题;多个进程的交互;进程同步机制;所有的进程同步机制应遵循下述四条准则： 空闲让进 当无进程进入临界区时，相应的临界资源处于空闲状态，因而允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区。 忙则等待 当已有进程进入自己的临界区时，即相应的临界资源正被访问，其它试图进入临界区的进程必须等待，以保证进程互斥地访问临界资源。 有限等待 对要求访问临界资源的进程，应保证进程能在有限时间进入临界区，以免陷入“饥饿”状态。 让权等待 当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入忙等。;临界区的互斥操作; 一个由临界区和剩余区1和剩余区2程序段组成的进程采用进程同步机制后的描述如下： begin remainder section 1； 剩余区1 进入区 critical section ； 临界区 退出区 remainder section 2 ； 剩余区2 end 进程同步机制在临界区前加上进入区，它负责对欲访问的临界资源状态进行检查，以决定是否允许该进程进入临界区还是等待。同时在临界区后加上退出区，它负责释放临界资源以便其它等待该临界资源的进程使用。;Const int n=/*进程的数目*/ Void p(int i) { while(true) { entercritical(Ra);//进入临界区 /*critical section*/ exitcritical(Ra);//退出临界区 /*remainder*/ } } Void main() { parbegin(p(1),p(2),…p(n));};互斥的三种实现方法 ;互斥：软件支持;第二次尝试：每个进程都有自己可进入临界区的钥匙。 enum boolean{false=0;true=1}; boolean flag[2]={false,false} Process 0 Process 1 .. .. While(flag[1]) While(flag[0]) {do nothing} {do nothing} flag[0]=true; flag[1]=true; /*critical section*/ /*critical section*/ flag[0]=false; flag[1]=false; ;第三次尝试：可能导致死锁 enum boolean{false=0;true=1}; boolean flag[2]={false,false} Process