河北大学数学与计算机学院操作系统课件第4章 进程同步与通信.ppt

操作系统（第3版） 第4章 进程同步与通信 第4章 进程同步与通信 4.1 进程间的相互作用 4.2 进程通信 4.3 死锁 4.4 Linux进程间通信 4.1 进程间的相互作用 进程间的联系 －资源共享关系 －相互合作关系 临界资源 - 一种多个进程访问的资源。 - 属性：访问临界资源的进程必须互斥得访问它，也就是说，同一时刻只允许一个进程访问的资源叫临界资源 思考:下面两个进程并发是否能正确执行? 4.1 进程间的相互作用 void Producer() { while (1) { … produce an item in nextp; while (counter==n)no-op; buffer[in]=nextp; in=(in+1)mod n; counter++; } } register1=counter; resister1++; counter=register1; 4.1 进程间的相互作用 临界区 不论是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。我们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（critical section） 同步机制应遵循的准则 - 空闲让进 - 忙则等待 - 有限等待 - 让权等待 4.1 进程间的相互作用 利用软件方法解决进程互斥问题 算法1 设置一个公用整型变量turn，用于指示被允许进入临界区的进程的编号. 算法描述如下： P1 while (1) { … while (turn!=1)no-op; critical section turn=2; … } 4.1 进程间的相互作用 算法2 设置一个数组，使其中每个元素的初值为0，表示所有进程都未进入临界区，在每一个进程访问临界资源之前，先去查看一下临界资源是否正被访问。若正被访问，该进程需等待；否则进入自己的临界区 算法描述如下： int flag[2]={0,0}; … P0： while (1) { … while (flag[1]) no-op; flag[0]=1; critical section flag[0]=0; … } 4.1 进程间的相互作用 算法3 使要进入临界区的进程先设置其要求进入的标志，然后，再去查看其他进程的标志,算法描述如下： int flag[2]={0,0}; … P0： while (1) {… flag[0]=1; while (flag[1])no-op; critical section flag[0]=0; … } 4.1 进程间的相互作用 算法4 为每个进程设置了相应的标志为flag[]；还设置了一个turn变量，用于指示允许进入临界区的进程编号, 算法描述如下： int flag[2]={0,0}; … P0： while (1) { … flag[0]=1; turn=2； while (flag[1]turn==2) no-op; critical section flag[0]=0; … } 4.1 进程间的相互作用 利用硬件方法解决进程互斥问题 利用Test-and-Set指令实现互斥 Test-and-Set指令为： int TS(static int lock) { int TS=lock; lock=1; return(TS); } 4.1 进程间的相互作用 用TS指令实现进程互斥的循环描述为： while (1) { … while (TS(lock)) do no-op; critical section lock=0; … } 思考:如何保证临界区管理的四个原则? 4.1 进程间的相互作用