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  • 临界区的使用原则:尽晚使用,尽早退出记得释放临界区:每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。一般线程同步都是使用临界区来实现的,临界区是系统级的API,是最高效的一种方法。当对一个Buffer写入数据时,...
    • 临界区的使用原则:

    尽晚使用,尽早退出。

    记得释放资源。

    临界区:每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

    一般线程同步都是使用临界区来实现的,临界区是系统级的API,是最高效的一种方法。

    当对一个Buffer写入数据时,如果不加入临界区,则会导致写乱,即ABBBBAAAAABBBBBBB....。我们想要的结果为AAAAAAAAA......,或者BBBBBBBBBBBB........

    无临界区代码如下(XThread类可以在之前的文章中找到,本文不做赘述)

    #include <iostream>
    #include "XThread.h"
    #include "windows.h"
    using namespace std;
    static char buffer[1024] = { 0 };	
    class Mythread :public XThread
    {
    public :
    	void Main()
    	{
    		for (;;)
    		{
    			int size = sizeof(buffer);
    			for (int i = 0; i < size; i++)
    			{
    				buffer[i] = c;
    				Sleep(1);
    			}
    			buffer[size - 1] = '\0';
    			cout <<'['<< buffer<<']'<<endl;
    			Sleep(500);
    		}
    	}
    	char c;
    };
    
    int main()
    {
    	Mythread s1;
    	Mythread s2;
    	s1.c = 'A';
    	s2.c = 'B';
    
    	s1.Start();
    	s2.Start();
    
    	getchar();
    	return 0;
    }


    使用临界区:

    1. 定义临界区变量

    CRITICAL_SECTION section;

    2. 初始化临近区

    InitializeCriticalSection(&section);

    3. 进入和离开临界区

    EnterCriticalSection(&section);

     LeaveCriticalSection(&section);

    使用临界区后的main代码如下:

    #include <iostream>
    #include "XThread.h"
    #include "windows.h"
    using namespace std;
    static char buffer[1024] = { 0 };	
    CRITICAL_SECTION section;
    class Mythread :public XThread
    {
    public :
    	void Main()
    	{
    		for (;;)
    		{
    			int size = sizeof(buffer);
    			EnterCriticalSection(§ion);
    			for (int i = 0; i < size; i++)
    			{
    				buffer[i] = c;
    			}
    			buffer[size - 1] = '\0';
    			cout <<'['<< buffer<<']'<<endl;
    			LeaveCriticalSection(§ion);
    			Sleep(500);
    		}
    	}
    	char c;
    };
    
    int main()
    {
    	InitializeCriticalSection(§ion);
    
    	Mythread s1;
    	Mythread s2;
    	s1.c = 'A';
    	s2.c = 'B';
    
    	s1.Start();
    	s2.Start();
    
    	getchar();
    	return 0;
    }


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  • 临界区

    2008-08-02 17:02:00
    2、进程进入临界区的调度原则是:① 如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。②任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须...
    1、什么是临界区?
    答:每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区(临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源)。每次只准许一个进程进入临界区,进入后不允许其他进程进入。



    2、进程进入临界区的调度原则是:
    ① 如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。②任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区,则应让出 CPU,避免进程出现“忙等”现象。

    互斥对象是一种最简单的内核对象,用它可以方便的实现对某一资源的互斥访问。因为它是内核对象,因此可以产生信号,实际上,程序中就是利用这一点实现互斥的。 
      如果没记错的话,临界区并不是内核对象,而是系统提供的一种数据结构,程序中可以声明一个该类型变量,之后用它来实现对资源的互斥访问。当欲访问某一临界资源时,先将该临界区加锁(如果临界区不空闲,等待),用完该资源后,将临界区释放。 
      一般,将他们用于线程间的同步,而且通常可以互换使用。 
      如果要实现复杂互斥,应使用其它方法,如信号量内核对象等。临界区对象不能跨越进程,是线程间共享数据区的同步对象;互斥对象可以作为进程间共享数据区的同步对象。

     
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  • 临界区管理

    2020-04-25 23:07:31
    一.临界区与临界资源 (一)、概念 并发进程中与共享变量有关的程序段叫“临界区”, ...二、实现临界区的管理 (一)、Peterson算法 •bool inside[2]; •inside[0]=false; •inside[1]=false; ...

    一.临界区与临界资源

    (一)、概念

    并发进程中与共享变量有关的程序段临界区

    共享变量代表的资源叫临界资源

    (二)、临界区调度原则:

    互斥使用,有空让进

    忙则等待,有限等待

    择一而入,算法可行

    二、实现临界区的管理

    (一)、Peterson算法

    bool inside[2];
    inside[0]=false;
    inside[1]=false;
    enum {0,1} turn;
    cobegin
    process P0( ) {                  
      inside[0]=true;                  
      turn=1;                             
      while(inside[1]&&turn==1);       
    •  /*临界区*/;                     
      inside[0]=false;                 
    }            
       process P1( ) {
           inside[1]=true;
           turn=0;
          while(inside[0]&&turn==0);
    •  {临界区};                    
         inside[1]=false;
    }                                 

     (二)、实现临界期管理的硬件设施关中断

    1、关中断:最简单的方法

    2、测试并设置指令:

    TS指令管理临界区时,可把一个临区与一个布尔变量s相连,由于变量s代表了临界资源的状态,可把它看成一把锁。

    3、对换指令

     

     

     

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  • 简介 每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区(Critical Section)...进程进入临界区的调度原则是: 如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。 任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。

    简介

    每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区(Critical Section) (临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源)。
    每次只准许一个进程进入临界区,进入后不允许其他进程进入。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。
    多个进程中涉及到同一个临界资源的临界区称为相关临界区。

    注:多线程并发访问全局变量也是临界区问题

    程序调度法则

    进程进入临界区的调度原则是:

    1. 如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。
    2. 任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
    3. 进入临界区的进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己的临界区。
    4. 如果进程不能进入自己的临界区,则应让出CPU,避免进程出现“忙等”现象

    FreeRTOS解决方法

    访问一个被多任务共享,或是被多任务和中断共享的资源时,需要采用“互斥”技术以保证数据在任何时候都保持一致性。这样做的目的是要确保任务从开始访问资源就具有排它性,直到这个资源又恢复到完整状态。

    基本临界区

    基本临界区是指宏taskENTER_CRITICAL()和taskEXIT_CRITICAL()之间的代码区间。也被称为Critical Section或者Critical Regions. 使用方法如下:

    // 为了保证PORTA的访问不被中断,将访问操作放入临界区运行
    taskENTER_CRITICAL();        //进入基本临界区
     
    // 在taskENTER_CRITICAL()和taskEXIT_CRITICAL()之间不会切换到其他任务,中断可以执行,也允许嵌
    //套,但只是针对优先级高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的任务,而且这些中断不允许访问
    //FreeRTOS的API函数。
     
    PORTA |= 0x01;
     
     
    taskEXIT_CRITICAL();        //退出基本临界区
    

    临界区是提供互斥功能的一种非常原始的实现方法。临界区的工作 仅仅是简单的把中断全部关掉,或者是关掉优先级在configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY以下的中断-依赖具体使用的FreeRTOS移植。抢占式的上下文切换只可能在某中断中完成,因此调用taskENTER_CRITICAL()可以在中断关闭的时段一直保持持续运行状态直到退出临界区。

    临界区必须具有很短的时间,否则会反过来影响中断的响应时间。在每次使用taskENTER_CRITICAL()之后必须尽快的配套一个taskEXIT_CRITICAL()来退出临界区。

    使用信号量或者互斥量

    推荐使用互斥量,因为互斥量解决了优先级翻转的问题

    void process_data(void)
    {
        if(xSemaphoreTake(xSemaphore, 10) == pdTRUE)
        {
            x++;
            xSemaphoreGive( xSemaphore );
        }
    }
    

    信号量和互斥量的最大区别是

    (1)用于互斥的信号量必须归还
    (2)用于同步的信号量在完成同步后变丢弃,不需要归还

    禁止任务调度

    vTaskSuspendAll(void);   //挂起调度器创建临界区(禁止任务调度 suspend the scheduler)
     
    /*
       通过vTaskSuspendAll()来挂起调度器。挂起调度器可以停止上下文切换而不用关中断,如果某个中断在调
    度器挂起过程中要求进行上下文切换,则这个要求也会被挂起,直到调度器被唤醒后才会得到执行。
    */
     
    vTaskResumeAll(void);  //(解除禁止任务调度 resuming the scheduler; 成对使用)
    /*
    返回值:pdTRUE: 
       在调度器挂起过程中,上下文切换请求也会被挂起,直到调度器唤醒才被执行,如果一个挂起的上下文切换请求在vTaskResumeAll()返回前得到执行,则返回pdTRUE.
    返回值:pdFALSE:
       如果是其他情况,则返回pdFALSE.
    */
     
    // 注意1:两个函数成对使用;
    // 注意2:两者之间不能调用FreeRTOS系统API.
    

    如果一段临界区太长而不适合简单的关中断来实现,可以考虑采用挂起调度器的方式
    唤醒调度器是一个相对较长的操作
    基本临界区是保护一段代码区间不被其他任务或中断打断。而由挂起调度器实现的临界区只能保护一段代码不被其他任务打断,并不能约束中断,因为在这种方式下,中断是使能的。
    调度器处于挂起状态时,不能调用FreeRTOS的API函数。

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  • 操作系统临界区

    千次阅读 2011-02-24 23:07:00
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    进程进入临界区的调度原则 ①如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。②任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。...
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