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  • 进程同步和互斥

    2021-09-07 11:04:47
    一、进程同步和互斥概念 二、进程互斥的软件实现方法 三、进程互斥的硬件实现方法 四、信号量机制 可以解决进程同步、互斥问题 用户进程可以通过使用操作系统提供的一对原语来对信号量进行操作,从而实现进程...

    进程同步和互斥

    一、进程同步和互斥概念

    在这里插入图片描述

    二、进程互斥的软件实现方法

    在这里插入图片描述

    三、进程互斥的硬件实现方法

    在这里插入图片描述

    四、信号量机制

    可以解决进程同步、互斥问题

    用户进程可以通过使用操作系统提供的一对原语来对信号量进行操作,从而实现进程互斥(进程对临界资源的单独访问),进程同步(进程对临界资源的访问顺序)问题

    信号量听名字,好像是个跟信号、电气沾边的东西,其实信号量就是一个变量,用来表示系统资源数量,比如打印机的数量,也可以理解为操作系统层面的变量,每个进程共享

    注意信号量可以是整型变量,也可以是个结构体变量

    原语就是一种特殊的程序段,它的执行是一气呵成,不可被中断的,比如A用户先检查厕所没人,然后进去上锁,这两个步骤是连贯的;试想如果A用户先检查厕所没人,这个时候操作系统剥夺它的处理机资源,就绪队列B用户上处理机,也检查到厕所没人然后上厕所,后面再切换回A用户,A也上厕所,就会出现2个用户同时上1个厕所的尴尬局面(没有实现进程互斥)

    整型信号量

    用1个整数型变量作为信号量,数值表示某种资源

    跟普通整型变量区别,就是信号量只能执行初始化,申请、释放3种操作

    存在问题,还是没有满足让权等待原则

    记录型信号量

    //记录型信号量的定义
    typedef struct{
    	int value;//剩余资源数量
    	Struct process *L;//等待进程链表
    }semaphore;
    
    //使用时申请资源,资源不够进入等待队列
    void wait (semaphore S){
    	S.value--;//系统资源数减1
    	//如果当前没有系统资源,该进程进入等待队列
    	if(S.value <= 0){
    		block(S.L);
    	}
    }
    //使用完释放资源,顺便唤醒等待队列的第一个进程
    void signal(semaphore S){
    	S.value++;//系统资源数加1
    		//如果还有进程在等待队列,唤醒
    	if(S.value <= 0){
    		wakeup(S.L);
    	}
    }
    
    

    记录型信号量可以用来实现进程同步、进程互斥

    五、管程

    在这里插入图片描述

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  • 【Linux系统编程】同步和互斥概念

    千次阅读 2019-11-07 20:43:32
    互斥概念03. 同步概念04. 总结05. 附录 01. 概述 现代操作系统基本都是多任务操作系统,即同时有大量可调度实体在运行。在多任务操作系统中,同时运行的多个任务可能: 都需要访问/使用同一种资源 多个任务...

    00. 目录

    01. 概述

    现代操作系统基本都是多任务操作系统,即同时有大量可调度实体在运行。在多任务操作系统中,同时运行的多个任务可能:

    • 都需要访问/使用同一种资源
    • 多个任务之间有依赖关系,某个任务的运行依赖于另一个任务

    这两种情形是多任务编程中遇到的最基本的问题,也是多任务编程中的核心问题,同步和互斥就是用于解决这两个问题的。

    02. 互斥的概念

    互斥:是指散步在不同任务之间的若干程序片断,当某个任务运行其中一个程序片段时,其它任务就不能运行它们之中的任一程序片段,只能等到该任务运行完这个程序片段后才可以运行。最基本的场景就是:一个公共资源同一时刻只能被一个进程或线程使用,多个进程或线程不能同时使用公共资源。

    03. 同步的概念

    同步:是指散步在不同任务之间的若干程序片断,它们的运行必须严格按照规定的某种先后次序来运行,这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。最基本的场景就是:两个或两个以上的进程或线程在运行过程中协同步调,按预定的先后次序运行。比如 A 任务的运行依赖于 B 任务产生的数据。

    04. 总结

    总之,同步是一种更为复杂的互斥,而互斥是一种特殊的同步。也就是说互斥是两个任务之间不可以同时运行,他们会相互排斥,必须等待一个线程运行完毕,另一个才能运行,而同步也是不能同时运行,但他是必须要按照某种次序来运行相应的线程(也是一种互斥)!因此互斥具有唯一性和排它性,但互斥并不限制任务的运行顺序,即任务是无序的,而同步的任务之间则有顺序关系。

    05. 附录

    5.1 参考: 同步和互斥

    展开全文
  • 同步互斥概念

    2014-10-19 14:01:25
    进程同步是个操作系统级别的概念,进程是占有资源的最小单位(线程可以访问其所在进程内的所有资源,但线程本身并不占有资源),但对于某些资源来说,其在同一时间只能被一个进程占用,这些一次只能被一个进程所占用...
    进程同步是个操作系统级别的概念,进程是占有资源的最小单位(线程可以访问其所在进程内的所有资源,但线程本身并不占有资源),但对于某些资源来说,其在同一时间只能被一个进程占用,这些一次只能被一个进程所占用的资源就是所谓的“临界资源”。例如物理上的打印机,或是在硬盘或者内存中被多个进程共享的一些变量和数据。 
    

    现在操作系统中,线程是调度的基本单位,虽然同一个进程的多个线程共享进程的资源,但是不同线程所访问的资源仍然可能存在冲突,因此也同样需要同步和互斥。因此线程间同步与互斥的概念同样适用于进程间通信,但是可能实现的手段不太一样。

    同步和互斥的概念

    1. 线程同步

    •  线程同步也是线程之间的约束关系,是为了完成某种任务而建立的两个或者多个线程,这个线程需要在某些位置上协调他们的工作次序而等候、传递信息所产生的制约关系。线程间的制约关系源于他们的合作。
          比如说线程B需要从缓冲区中读取线程A产生的数据,当缓冲区为空时,线程B因为读不到数据而被阻塞。当线程A产生信息放入缓冲区时,线程B才会被唤醒。如图所示:

    2.线程互斥

    • 线程互斥是线程之间的间接约束关系。当一个线程进入临界区使用临界资源时,另一个线程必须等待。只有当使用临界资源的进程退出临界区后,这个进程才会解除阻塞状态。
            例如线程B需要访问打印机,但此时线程A占用了打印机,进程B会被阻塞,直到进程A释放了打印机资源,进程B才可以继续执行。
      

    3. 同步和互斥实现的手段

    在应用程序中,常用的有:
    1. 临界区(CriticalSection)
    2. 互斥量(Mutex)
    3. 信号量(Semaphore)
    4. 事件(Event)
    在内核态多线程编程的时候,同样需要线程的同步与互斥,教科书上介绍了几种:
    1. 自旋锁(Spinlock):这个当年毕业的时候,在做EMC的笔试的时候,考到了。
    2. 读写锁(RWLock)
    等等,用的不多,不写了。后文会对每种实现进行讲解。

    4.同步和互斥的经典问题

    • 生产者和消费者问题
    • 读者和写着问题
    • 哲学家进餐问题
    展开全文
  • 互斥和资源共享相关 资源:临界资源 存取操作区域:临界区 进程的同步关系 (条件关系) 若干合作进程为了完成一个共同的任务,需要相互协调运行步伐,一个进程开始某个操作之前必须要求另外一个进程已经完成某个...

    进程的互斥关系

    • 多个进程由于共享了独占性资源,必须协调各进程对资源的存取顺序:确保没有任何两个或以上的进程同时进行存取操作
    • 互斥和资源共享相关
    • 资源:临界资源
    • 存取操作区域:临界区

    进程的同步关系 (条件关系)

    • 若干合作进程为了完成一个共同的任务,需要相互协调运行步伐,一个进程开始某个操作之前必须要求另外一个进程已经完成某个操作,否则前面的进程只能等待
    • 互斥属于同步的一种,属于特殊的同步
    展开全文
  • 进程的同步互斥概念原理

    千次阅读 2018-07-17 11:56:56
    进程同步是一个操作系统级别的概念,是在多道程序的环境下,存在着不同的制约关系,为了协调这种互相制约的关系,实现资源共享进程协作,从而避免进程之间的冲突,引入了进程同步。 临界资源 在操作系统中,...
  • 浅谈进程同步和互斥概念

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  • 本文主要讲述了操作系统中同步和互斥这两个概念,并说明了操作系统中是如何实现同步和互斥的。除此之外,本文还重点讲述了线程进程的概念
  • (1)实验报告中要包含完成此题目所查阅的一些关键技术材料,例如,进程的同步和互斥基本概念,信号量解决互斥的基本方法等。; (2)报告中有实现的关键技术点源代码,源代码书写要有一定的规范,源代码中有相关的...
  • 同步和互斥

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    ... 多进程的系统中避免不了进程间的相互关系。本讲将介绍进程间的两种主要关系——同步互斥,然后着重讲解解决进程同步的几种机制。 1同步和互斥概念 互斥:是指某一资源同时只允许
  • linux 同步 互斥 概念

    2012-02-13 09:34:04
    相交进程之间的关系主要有两种,同步互斥。所谓互斥,是指散步在不同进程之间的若干程序片断,当某个进程运行其中一个程序片段时,其它进程就不能运行它 们之中的任一程序片段,只能等到该进程运行完这个程序片段...
  • 特别是对于linux操作系统来说,其多任务,多用户,分时实时混合的性质决定了多个进程在某种程度上彼此依赖或相互制约的关系,这些关系我们叫“并发关系”,按其性质可以分为同步和互斥两类。进程互斥由于各进程要求...
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  • 1、同步和互斥概念 所谓互斥,是指散布在不同进程之间的若干程序片断,当某个进程运行其中一个程序片段时,其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段,只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。 所谓同步...
  • 15.同步互斥概念

    2018-07-05 08:40:38
    同时运行的多个任务可能:都需要访问/使用同一种资源多个任务之间有依赖关系,某个任务的运行依赖于另一个任务这两种情形是多任务编程中遇到的最基本的问题,也是多任务编程中的核心问题,同步和互斥就是用于解决这...
  •  进程同步是一个操作系统级别的概念,是在多道程序的环境下,存在着不同的制约关系,为了协调这种互相制约的关系,实现资源共享进程协作,从而避免进程之间的冲突,引入了进程同步。   临界资源  在操作系统...
  • 同步互斥

    2021-09-04 09:20:24
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