Chap并发进程临界区管理学习教案

1、会计学1Chap并发进程临界区管理并发进程临界区管理多道程序设计程序的动态概念内存管理提高性能和利用率提高CPU与I/O，I/O之间的并行度固定/动态分区、分页/分段处理器管理/进程抽象进程抽象I/O设备管理设备抽象, I/O软件的分层虚存抽象虚存抽象处理器调度虚拟分页虚拟段页式文件抽象文件抽象单/多线程结构进程中断技术虚拟分段并发进程, 同步与互斥(PV, 管程, 进程通信)磁盘管理/调度死锁问题, 必要条件, 预防, 避免, 检测和解除文件逻辑结构文件物理结构文件目录, 共享与保护虚拟文件系统I/O控制方式, 缓冲技术设备分配, 虚拟设备Spooling文件管理文件系统文件抽象文件抽象Ch

2、ap3Chap4Chap6Chap2Chap5Roadmap安全与保护 Chap 7，网络和分布式 Chap8第1页/共42页3第三章 同步、通信与死锁3.1 并发进程3.2 临界区管理3.3 信号量与PV操作3.4 管程3.5 进程通信3.6 死锁3.7 Linux同步机制和通信机制3.8 Windows 2003同步机制和通信机制第2页/共42页4第3页/共42页5第4页/共42页6第5页/共42页7第6页/共42页8第7页/共42页9第8页/共42页10进程进程i1 i1p1p1i ip po oo1o1i2i2p2p2o2o2i3i3p3p3o3o3t1t1t2t2t3t3时间时间并行

3、工作并行工作i4i4t4t4i5i5P4P4第9页/共42页11第10页/共42页12第11页/共42页13nModularitynConvenience第12页/共42页14第13页/共42页15第14页/共42页16第15页/共42页17第16页/共42页18第17页/共42页19第18页/共42页20此时出现把同一张票卖给两个旅客的情况，两个旅客可能各自都买到一张同天同次航班的机票，可是，Aj的值实际上只减去1，造成余票数不正确。特别是，当某次航班只有一张余票时，可能把一张票同时售给两位旅客。 第19页/共42页21由于borrow和return共享代表主存物理资源的临界变量X，对并发执

4、行不加限制会导致错误，例如，一个进程调用borrow申请主存，在执行比较B和X大小的指令后，发现BX，但在执行进程进入等待主存资源队列前，另一个进程调用return抢先执行，归还所借全部主存资源；这时，由于前一个进程还未成为等待者，return中的释放等主存资源进程相当于空操作，以后当调用borrow的应用进程被置成等主存资源时，可能己经没有其他进程再来归还主存，从而，申请资源的进程处于永远等待状态。 第20页/共42页22第21页/共42页23第22页/共42页24第23页/共42页25第24页/共42页26第25页/共42页27第26页/共42页283.2 临界区管理3.2.1 互斥与临界

5、区互斥与临界区 实现临界区管理的几种尝试实现临界区管理的几种尝试 实现临界区管理的软件方法实现临界区管理的软件方法 实现临界区管理的硬件设施实现临界区管理的硬件设施第27页/共42页29第28页/共42页30(3) 择一而入、算法可行。第29页/共42页31进程P1(P2)测试inside2(insidel)与随后置insidel(inside2)之间，P2(P1)可能发现insidel(inside2)有值false，于是它将置inside2(insidel)为true，并且与进程P1(P2)同时进入临界区。 两个进程可能都进去两个进程可能都进去第30页/共42页32延迟进程P1(P2)对i

6、nside2(insidel)的测试，先置insidel(inside2)为true，用以封锁P2(P1)，修正后的程序如下，不幸，它也是无效的，有可能每个进程都把自己的标志置成true，从而出现死循环，这时没有进程能在有限时间内进入临界区，造成永远等待。 两个进程都进不去两个进程都进不去第31页/共42页33第32页/共42页34第33页/共42页35P0中执行了中执行了turn=1, 暂时进不去，等暂时进不去，等P1中执行中执行turn=0, P0可以进去，可以进去，P0使用完临界区，退出临界区的时候，将使用完临界区，退出临界区的时候，将turn=0(好像是多余的好像是多余的), 此时此时

7、P1还是进不去，要等还是进不去，要等p0执行执行turn=1，使得，使得P1有机会进入临界区，之后，有机会进入临界区，之后，P1退出临界区的时候，退出临界区的时候，turn=1，P0暂时进不去，等在暂时进不去，等在P1中执行中执行turn=0，P0可以再次进入临界区，因此，可以再次进入临界区，因此，P0和和P1使用临界区的次序变成了完全一比一的交替方式，这只能是临界区互斥使用的一个特例，不能满足临界区互斥使用的完全随机性。使用临界区的次序变成了完全一比一的交替方式，这只能是临界区互斥使用的一个特例，不能满足临界区互斥使用的完全随机性。第34页/共42页36第35页/共42页37第36页/共42页38第37页/共42页39在进入临界区之前，首先用TS指令测试s，如果没有进程在临界区内，则可以进入，否则必须循环测试直到s为true；当进