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文档简介

1、.,1,同步互斥问题之硬件,.,2,为什么会出现同步互斥问题?,为了提高系统中各种资源的利用率,引进了并发的概念,让多个进程可以并发执行,但又因为并发执行,容易引发死锁等一些问题,.,3,互斥关系与同步关系,互斥关系:指由于竞争同一个物理资源而产生的相互制约关系同步关系:指进程间共同完成一项任务时直接发生相互作业的关系,.,4,如何判断同步互斥关系,互斥:主要是看这些进程是否竞争同一个临界资源(临界资源每次只允许一个进程访问的资源)这些进程间有没有合作关系,如果是竞争同一临界资源,进程间又没有合作关系,那这些进程间就为互斥关系,应该让它们互斥执行同步:方法一两个以上的进程共同使用一个临界资源,

2、但使用的是两种不同的状态,而且两个进程是合作关系方法二两个进程是合作进程,做两种不同的事,但像接力跑一样,必须前一个进程做完,后一个进程才做工作,或者两个进程的工作交替进行着,.,5,解决同步互斥问题方法,.软件方面.硬件方面锁,信号量机制,.,6,锁,任何临界区问题都需要一个简单的工具-锁。通过要求临界区用锁来防护,就可以避免竞争条件,即一个进程在进入临界区之前必须得到锁,而在其推出临界区时释放锁。,.,7,基本概念,信号量机构:信号量、p、v操作信号量p、v操作原语,.,8,什么是信号量?,通常用234567表示,它的作用与交通管理中的信号灯一样,由它来控制进程的行进速度,一般情况,信号量

3、为正数和8时可通行,负数时就必须等待(网上的定义)。但是从我们所学基本代码可以看出,差不多S0的时候,就是可以通行的。,.,9,pv操作,信号量s为一整型变量,则P(S):WhileS0;/no-opS=S-1;V(S):S=S1;P、V操作是两条原语,即保证P、V操作对变量S的访问是互斥操作。,.,10,原语,原语:指完成某种功能且不被分割或不被中断执行的操作序列。(即老师讲的原子操作)原语可通过硬件实现不可中断性;或通过实现临界段的元方法达到不被中断。实现临界段的元方法:屏蔽中断(只用于单机)加硬锁。,.,11,利用信号量解决同步互斥问题,互斥:用于n个进程的临界段互斥,n进程共享一个信号

4、量mutex,初值为1,任一进程Pi的结构为:,ProcessPi:dowait(mutex);criticalsectionsignal(mutex);remaindersectionwhile(1);,.,12,同步:有P1、P2两进程,必须在P1执行完S1语句后,P2才能执行S2。需同步的两进程共享信号量synch,初值为0。,Parbegin,P2:begin,P1:begin,S1;,V(synch);,end;,P(synch);,S2;,end;,Parend;,.,13,操作系统实现信号量时与进程调度相结合,消除忙等待现象。原则是:在P操作循环等待的地方加入放弃处理机/挂入等待

5、队列动作,在V操作时,从等待队列中摘取进程变为就绪态。(P、V原语本身的互斥操作通过屏敝中断或为信号量加硬锁实现),信号量的具体实现,.,14,1、信号量定义typeSemaphore=recordvalue:integer;一个数型变量L:Listofprocess;一个PCB队列end;2、P操作P(S):S.Value=S.value1;IfS.value0then保存现场,将本进程挂入S.L队列,重新调度。3、V操作V(S):S.value:=value+1IfS.value0then从S.L队列取一进程,挂入就绪队列。,.,15,实例,甲5:00查看冰箱,面包没了5:05去超市5:10到达超市5:15买好面包5:20回家,把面包放入冰箱

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