文章目錄

• 進程的同步基本概念
• • 進程同步的主要任務
  • 進程間的制約關系
  • 臨界資源
  • 臨界區
  • 同步機制應遵循的規則
• 信號量機制
• • 整型信號量
  • 記錄型信號量 ???
  • AND型信號量
• 信號量的應用
• • 實現進程互斥
  • 實現前驅關系
  • 利用記錄型信號量實現同步

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進程的同步基本概念

進程同步的主要任務

使并發執行的諸進程之間能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執行具有可再現性。

進程間的制約關系

• 由于資源共享造成的間接相互制約關系

• 由于進程合作造成的直接相互制約關系

臨界資源

一次僅允許一個進程訪問的資源叫做臨界資源（互斥訪問）

臨界區

進程中訪問臨界資源的代碼
設計流程：

• 檢查臨界資源是否可用
• 訪問
• 將正在訪問的標志恢復為未被訪問的標志

同步機制應遵循的規則

• 空閑讓進
• 忙則等待（臨界資源占用需等待）
• 有限等待（等待時間有限）
• 讓權等待（讓出CPU）

信號量機制

整型信號量

P操作 wait(S)

wait(S):While (S<=0) do no-op；# 會一直占CPU運行，不能做到讓權等待S--;

V操作 signal(S)

signal(S):S++;

注意：P操作和V操作屬于原子操作，不可被中斷

記錄型信號量 ???

typedef struct{int value;struct process_control_block *list }semphore;wait(semaphore *S){S->value--; // 代表可用資源數-1if (S->value<0)block(S->list); // 若減1后小于0，則證明資源缺乏，故阻塞進程 }signal(semphore *S){S->value++; // 代表可用資源數+1if(S->value<=0)wakeup(S->list); // 若加1后小于等于0，證明有阻塞的進程，故喚醒1個 }

AND型信號量

將進程需要的資源一次性分配，運行完后一次性釋放

Swait(S1,S2,S3...) //同時滿足所有信號量S Ssignal(S1,S2,S3...) //同時釋放所有信號量S

信號量的應用

實現進程互斥

為進程設置初始信號量 mutex = 1 ，將臨界區置于wait(mutex)和signal(mutex)之間

實現前驅關系

設置共享信號量 S = 0，實現先P1,后P2

S = 0 P1:語句1；...signal(S) P2:wait(S)語句1；...

利用記錄型信號量實現同步

semaphore empty = 1; semaphore full = 0; begin parbeginp1:beginrepeat......wait(full)print(x) # 默認將x打印完后銷毀signal(empty)......untilendp2:beginrepeat......wait(empty);x:=處理結果 # x重新創建賦值signal(full);until false;end ......

總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统（三）| 进程同步详解（主要任务、制约关系、临界资源、临界区、同步机制遵循规则、信号量机制、信号量的应用）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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