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  • 进程在操作系统中,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...=临界区在一个进程占有临界资源的时候、别的进程不能占有、这是互斥、从进程占有资源到资源被释放、这一...

    进程

    在操作系统中,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或仅仅占有一点必须资源),一个进程能有多个线程。

    临界资源

    指一次只能有一个进程在占用的资源、如现实中的衣服、一件衣服只能一个人在穿、比如一个硬盘、有两个进程对同一块区域进行写操作、数据不就一锅粥了么= =

    临界区

    在一个进程占有临界资源的时候、别的进程不能占有、这是互斥、从进程占有资源到资源被释放、这一段代码就叫临界区。

    临界区原则(有空即进-无空则等-有限等待-让权等待)

    个人造词= =

    见缝插针:当无进程占用资源、进程可以占用进程(有限时间)

    等一会:当有进程占用资源、其他进程就等着

    不等了:等了半天那货还不释放资源、饿死我了!不等了

    让你们进:进程不能占用此资源、应该释放处理机、让别的进程好占用

    解决互斥

    为了不让多个进程占用一个资源、每次只保证一个进程占用资源、有一个特别牛掰的人、发明了PV操作和信号量

    信号量

    信号量分公用信号量和私用信号量

    公用信号:

    所用进程公有、代表资源的可用数量、一般用S表示

    私用信号量:

    进程自己可用资源的数量

    为什么要有公有信号量和私有信号量?

    公有信号量≠私有信号量

    有一个桌子、上面放着6个饭盒、女生带走饭盒(空)往里面放饭、男生拿走饭盒(有饭的)、墙上有快黑板、写着桌子上饭盒的数量、男生女生每拿走一个饭盒、都会改一些黑板上的数字、每个女生手机都会动态显示空饭盒的数量、每个男生的手机都会显示有饭的饭盒数量。

    解:

    进程:男生(消费者)、女生(生产者)

    资源:饭盒

    公有信号量:黑板上显示桌子上的饭盒数量(包含有饭和没饭的)

    私有信号量:

    男生手机上饭盒数量(有饭)

    女生手机上饭盒数量(空饭盒)

    解释:私有信号量是进程可占用的资源数、有饭的男生才能拿来吃、女生刚好相反、所以桌子上的饭盒、不是所有都能被男生进程占用(空的就不行)、不是所有都能被女生进程占用(有饭的就不行)、而黑板上写的是所有在桌子上的饭盒(包括有饭没饭)所以!公有信号量≠私有信号量

    PV操作

    PV操作是对信号量的操作

    P是给信号量减1、V是给信号量+1

    P操作的是自己的私有信号量、V是操作的别人的私有信号量、公有信号量每个进程的PV都能操作

    PV操作是解决同步互斥问题的

    PV操作是一对恋人、有P后面绝对跟着V

    例子

    我承认、我真的饿了……所以还是拿吃来举例吧……一会搞袋FBM再加个JD…………一想能吃到ZFBMJJD我就流口水…………

    咱们继续说上面女生做饭、男生吃的例子、声明下、男生是一个抽象的说法、男生可以有多个、女生也是、当每一个男生的过程如下。

    消费者

    ①改写自己手机上能拿盒饭的数量(其他男生手机上的数也会改)P操作-1

    ②要改写黑板上盒饭的数量(桌子上的盒饭数量变了)P操作-1

    ③拿盒饭、纳尼!没盒饭了!那我在这等着吧(等待)

    ④吃完了、把空盒子放回去(释放资源)

    ⑤改写黑板上的数字 V操作+1

    ⑥改写女生手机上的空盒饭盒子数 V操作+1

    女生的此处略……要不一会就饿死了我

    由上面可知、男生只要关注自己的手机、就可知道可使用资源的数量、女生也如此、但是他们都很白痴、到了桌子那写完黑板、改完手机、才发现可用资源<0了、所以就在那等待喽……

    PV操作过程

    0818b9ca8b590ca3270a3433284dd417.png

    解释:

    抱歉额、解释一下、饭盒是不能拿走、我犯了一个错误、为了真实性就不改上面的字了、饭盒应该是不能被拿走的、女生只能把做好的饭带过来放进饭盒、男生只能把饭拿走(甭管方法、手抓!)、当放饭和拿走饭的时候、算是占用饭盒!黑板上写的是没有被男生和女生占用的饭盒……这样看上面的图就懂了吧…………男生是拿走了之后不用盒子了、所以做了两个V操作、然后吃饭、画个图发现自己把自己撂里面了……

    PV代码

    (P方法和V方法、操作流程就不写了)

    import java.util.concurrent.Semaphore;

    /**

    * 抽象任务,具体的执行任务,归实现类负责

    *

    * @author Administrator

    *

    */

    public abstract class Task {

    public abstract void run();

    private Semaphore s;

    private boolean hasExisted = false;

    public void P(final Semaphore s) throws InterruptedException {

    if (s == null) { // 申请空的信号量

    throw new InterruptedException("不能为空");

    }

    if (hasExisted) {// 已经申请了一个资源,还没有释放

    throw new InterruptedException("已经占用一个资源");

    }

    s.acquire();// 阻塞

    this.s = s;

    hasExisted = true;

    }

    public boolean V() {

    if (!hasExisted) {

    return false;// 没沾有资源就不能说释放了

    }

    s.release();//释放资源

    hasExisted = false;

    s = null;

    return true;

    }

    }

    阻塞

    是指消费者(男生)在消费的时候、S2<0的时候、S<0的时候、就会阻塞、因为是先减的、所以会为负数、就好像男生在排队、手机上和黑板上都会为 —3。

    PV的问题

    1 难度大、使用不当易引起死锁

    2 效率底、如男生女生每次只能拿放一盒饭的饭

    总结:

    私有信号量其实就是进程本身能用的资源量、公有信号量其实就是个个进程未占用的资源数量、消费者的私有信号量+生产者的私有信号量=公有信号量、P操作表示申请一个资源、V操作表示释放一个资源、按照上面的说就是:

    男:

    我在拿饭的时候S=S-1(桌子上没被男女占用的饭盒减1)、S2=S2-1(因为把饭拿走了、男生能拿走饭的数量减1)

    饭拿完了S=S+1(桌子上没被男女占用的饭盒+1)、S1=S1+1(女生能装饭的盒子+1)

    女生:

    放饭的时候 S=S-1(桌子上没被男女占用的饭盒减1)、S1=S1-1(因为把饭装满了、女生能装满的饭盒子数量减1)

    饭放好了了S=S+1(桌子上没被男女占用的饭盒+1)、S2=S2+1(男生能吃的有饭的盒饭+1)

    写了2个多小时= =我去……2014年10月10日1:15:44

    这句话没看懂吧!

    我承认、我真的饿了……所以还是拿吃来举例吧……一会搞袋FBM再加个JD…………一想能吃到ZFBMJJD我就流口水…………

    翻译

    我承认、我真的饿了……所以还是拿吃来举例吧……一会搞袋 方便面 再加个鸡蛋…………一想能吃到 煮方便面加鸡蛋 我就流口水…………

    ——————————————吃饱睡觉(~﹃~)~zZ——————————————

    ——————————chenchen———————————

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  • 首先我们来说一下同步是什么:其实所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回,同时其它线程也不能调用这个方法。按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用(例如sin, isdigit等)。...

    首先我们来说一下同步是什么:

    其实所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回,同时其它线程也不能调用这个方法。按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用(例如sin, isdigit等)。但是一般而言,我们在说同步、异步的时候,特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。例如Window API函数SendMessage。该函数发送一个消息给某个窗口,在对方处理完消息之前,这个函数不返回。当对方处理完毕以后,该函数才把消息处理函数所返回的LRESULT值返回给调用者。

    也就是针对于同一个需要解决的问题,但是我们需要多个执行流进行同时操作,所以我们就需要对这个任务进行分工计算,最终得到一个最终结果,相当于树的根部求值。唯一不同的就是线程/进程之间进行访问操作,总有访问到相同的数据性,如果当前的计算机的访问问题存在不一致的原子性,就会出现我们资源上的抢占回访错误或者出现死锁问题,这个我们后面提。

    说简单了就是:同步就是多个线程按照约定顺序共同完成一个任务。也就是线程控制与创建。

    然后我们看一段代码:#include 

    #include 

    #include 

    #define NLOOP 5000

    static int g_count = 0;

    void* read_write_mem(void *_val)

    {

    int val = 0;

    int i = 0;

    for (;i

    {

    val = g_count ;

    printf("pthread id is :%x,count is :%d\n",(unsigned long )pthread_self(),g_count);

    g_count = val +1;

    }

    return NULL;

    }

    int main()

    {

    pthread_t tid1;

    pthread_t tid2;

    pthread_create(&tid1,NULL,read_write_mem,NULL);

    pthread_create(&tid2,NULL,read_write_mem,NULL);

    pthread_join(tid1,NULL);

    pthread_join(tid2,NULL);

    printf("count final val is :%d\n",g_count);

    return 0;

    }

    就是创建了2个线程,然后共同进行运算,运算次数5000次,首先需要注意的是。

    如果没有:val = g_count;

    g_count = val+1;

    而是直接的++g_count;缺少寄存器存储值转换的话,操作系统反应很快。将无法体现出线程的剥夺出错。

    然后运行结果是这样:

    5514c2e57ea694285369c8f9d0aac81a.png

    spacer.gif最终的结果并不是10000.然后为了解决资源获取非原子性的问题。就需要了解线程互斥的概念。

    什么是互斥?

    其实互斥从字面意思来看就是2个线程是相互排斥,其实互斥真正指的是针对于临界区对临界资源操作访问的唯一性,就是当一个线程中的加锁代码段(临界区)访问共同的临界资源,出现了唯一访问权限,只有抢占这个的访问完毕后,才能够让其他的线程进入抢占。也就是锁的原理。

    关于线程互斥锁的相关函数:#include 

    int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

    int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,

    const pthread_mutexattr_t *restrict attr);//attr一般使用默认值为NULL

    pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

    其中PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER必须初始化,代表锁的创建初始化。

    加锁,去锁函数#include 

    int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);//阻塞式

    int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);//非阻塞式

    int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

    然后我们将上一段代码改成加锁以后看看效果是什么样的:#include 

    #include 

    #include 

    #define NLOOP 5000

    static int g_count = 0;

    pthread_mutex_t mutex_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

    void* read_write_mem(void *_val)

    {

    int val = 0;

    int i = 0;

    for (;i

    {

    pthread_mutex_lock(&mutex_lock);

    val = g_count ;

    printf("pthread id is :%x,count is :%d\n",(unsigned long )pthread_self(),g_count);

    g_count = val +1;

    pthread_mutex_unlock(&mutex_lock);

    }

    return NULL;

    }

    int main()

    {

    pthread_t tid1;

    pthread_t tid2;

    pthread_create(&tid1,NULL,read_write_mem,NULL);

    pthread_create(&tid2,NULL,read_write_mem,NULL);

    pthread_join(tid1,NULL);

    pthread_join(tid2,NULL);

    printf("count final val is :%d\n",g_count);

    return 0;

    }

    运行结果:

    88a049a428452e1c80dc3de03e0687df.png

    很显然,结果变成了10000,资源上面的读取与存储体现了资源互斥的现象,操作的独占性。

    了解了线程互斥锁,我们来看一下互斥锁的实现机制:

    Mutex的两个基本操作lock和unlock是如何实现的呢?假设Mutex变量的值为1表示互斥锁空闲,这时某个进程调用lock可以获得锁,而Mutex的值为0表示互斥锁已经被某个线程获得,其它线程再调用lock只能挂起等待。那么lock和unlock的伪代码如下:

    d8be3201f5ea2e75b255460ec478831b.png

    unlock操作中唤醒等待线程的步骤可以有不同的实现,可以只唤醒一个等待线程,也可以唤醒所有等待该Mutex的线程,然后让被唤醒的这些线程去竞争获得这个Mutex,竞争失败的线程继续挂起等待。

    细心的读者应该已经看出问题了:对Mutex变量的读取、判断和修改不是原子操作。如果两个线程 同时调用lock,这时Mutex是1,两个线程都判断mutex>0成立,然后其中一个线程置mutex=0,而另一个线程并不知道这一情况,也置mutex=0,于是两个线程都以为自己获得了

    锁。

    为了实现互斥锁操作,大多数体系结构都提供了swap或exchange指令,该指令的作用是把寄存器和内存单元的数据相交换,由于只有一条指令,保证了原子性,即使是多处理器平台,访问内存的 总线周期也有先后,一个处理器上的交换指令执行时另一个处理器的交换指令只能等待总线周期。 现在我们把lock和unlock的伪代码改一下(以x86的xchg指令为例):

    10c49a69bdb7a824510e291b33522698.png

    其实锁的真正实现机制就是利用交换来保证1的可进行令牌有且只有唯一一个,就不会出现访问紊乱了。。

    一般情况下,如果同一个线程先后两次调用lock,在第二次调用时,由于锁已经被占用,该线程会挂起等待别的线程释放锁,然而锁正是被自己占用着的,该线程又被挂起而没有机会释放锁,因此就永远处于挂起等待状态了,这叫做死锁(Deadlock)。另一种典型的死锁情形是这样:线程A获得了锁1,线程B获得了锁2,这时线程A调用lock试图获得锁2,结果是需要挂起等待线程B释放锁2,而这时线程B也调用lock图获得锁1,结果是需要挂起等待线程A释放锁1,于是线程A和B都 永远处于挂起状态了。不难想象,如果涉及到更多的线程和更多的锁,有没有可能死锁的问题将会变得复杂和难以判断。

    写程序时应该尽量避免同时获得多个锁,如果一定有必要这么做,则有一个原则:如果所有线程在需要多个锁时都按相同的先后顺序(常见的是按Mutex变量的地址顺序)获得锁,则不会出现死锁。比如一个程序中用到锁1、锁2、锁3,它们所对应的Mutex变量的地址是锁1

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  • 展开全部通过共享两个变量62616964757a686964616fe78988e69d8331333337613765flag和turn来实现同步。1.packagemutiple_thread;2.3.publicclassOS_SYN_A3{4.publicstaticintflag[]=newint[3];5.publicstaticint...

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    通过共享两个变量62616964757a686964616fe78988e69d8331333337613765 flag 和turn来实现同步。

    1. package mutiple_thread;

    2.

    3. public class OS_SYN_A3{

    4.     public static  int flag[]=new int [3];

    5.     public static int turn=0;

    6.     public static int cnt=0;

    7.     public static void main(String args[]){

    8.         class proo implements Runnable{

    9.             public proo(){

    10.

    11.             }

    12.             @Override

    13.             public void run() {

    14.                 // TODO Auto-generated method stub

    15.                 while(true){

    16.                     flag[1]=1;

    17.                     turn=2;

    18.                     while(flag[2]==1&&turn==2){

    19.

    20.                     }

    21.                     if(cnt==5){

    22.                         flag[1]=0;

    23.                     }else{

    24.                         cnt++;

    25.                         System.out.println("pro ++! now id"+cnt);

    26.                         flag[1]=0;

    27.                     }

    28.                 }

    29.             }

    30.

    31.         }

    32.

    33.         class conn implements Runnable{

    34.

    35.             @Override

    36.             public void run() {

    37.                 // TODO Auto-generated method stub

    38.                 while(true){

    39.                     flag[2]=1;

    40.                     turn=1;

    41.                     while(flag[1]==1&&turn==1){

    42.

    43.                     }

    44.                     //临界区

    45.                     if(cnt==0){

    46.                         flag[2]=0;

    47.                     }else{

    48.                         cnt--;

    49.                         System.out.println("con --! now id"+cnt);

    50.                         //退出临界区

    51.                         flag[2]=0;

    52.                     }

    53.                 }

    54.             }

    55.         }

    56.         new Thread(new proo()).start();

    57.         new Thread(new conn()).start();

    58.     }

    59.

    60. }

    展开全文
  • linux 进程间同步互斥

    2021-05-10 20:23:28
    参考链接:https://www.oschina.net/code/snippet_237505_8646http://www.cnblogs.com/xilentz/archive/2012/11/13/2767317.html进程间互斥例子:http://www.cnblogs.com/my_life/articles/4538299.html (基于文件锁)...

    参考链接:

    https://www.oschina.net/code/snippet_237505_8646

    http://www.cnblogs.com/xilentz/archive/2012/11/13/2767317.html

    进程间互斥例子:

    http://www.cnblogs.com/my_life/articles/4538299.html   (基于文件锁)

    基于共享内存的进程间的互斥操作

    http://blog.csdn.net/szkbsgy/article/details/50458641

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    #define _GNU_SOURCE #include #include #include

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  • 进程的同步互斥

    2021-06-05 20:52:11
    具有同步关系的一组并发进程称为合作进程,合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。 以下为简单示例: 2. 进程的互斥   两个或两个以上的进程,不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域,否则可能发生与...
  • 进程同步互斥机制

    2020-12-23 09:28:19
    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。进程互斥是进程之间发生的一种间接性作用,一般是程序不希望的。通常的情况是两个或两个以上的进程需要同时访问某个共享变量。...
  • 前言 解决同步互斥问题的思路,源于对王道讲解的总结笔记 同类型题目: 【考研】操作系统:2015年真题45(同步互斥问题)_住在阳光的心里的博客-CSDN...3. 最好画出同步互斥关系图,并判断属于哪一种类型,如生产者.
  • 同步互斥是进程之间的两种常见关系,本文浅析之
  • 循环等待条件: 若干进程间形成首尾相接循环等待资源的关系 如何避免死锁 我们可以通过破坏死锁产生的4个必要条件来 预防死锁,由于资源互斥是资源使用的固有特性是无法改变的。 破坏“不可剥夺”条件:一个进程不能...
  • 了解、体会、运用、掌握操作系统互斥同步。 二、课程设计的问题描述 2.1 问题描述 房间有一只碗,每次只能放入一个巧克力。丈夫专向碗中放黑巧克力,妻子专向碗中放白巧克力,小狗专等吃碗里的黑巧克力,小猫专等...
  • 操作系统 - 同步互斥

    2021-01-26 20:33:17
    解锁并唤醒任何等待中的进程 基于原子锁的解决方案 进程的交互关系:相互感知程度 互斥 ( mutual exclusion ) 一个进程占用资源,其它进程不能使用 死锁(deadlock) 多个进程各占用部分资源,形成循环等待 饥饿...
  • 第十章 同步互斥

    2021-01-16 19:32:00
    第十章 同步互斥 10.1 背景 多个进程一起执行有很多好处,但执行时容易产生资源共享的问题 进程并发执行的好处 进程需要与计算机中的其他进程和设备进行协作 好处1:共享资源 好处2:加速 I/O操作和CPU...
  • 1 进程同步回顾进程的特征:动态性、并发性、异步性、独立性、结构性。由于进程的异步性,各个进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进,例如下面两段伪代码:P0进程{代码1; ............1代码2; ............2...
  • 一、同步互斥
  • 文章目录前言知识总览信号量机制实现进程互斥信号量机制实现进程同步信号量机制实现前驱关系知识回顾与重要考点 前言 此篇文章是我在B站学习时所做的笔记,大部分图片都是课件老师的PPT,方便复习用。此篇文章仅供...
  • 《操作系统进程同步互斥实验报告》由会员分享,可在线阅读,更多相关《操作系统进程同步互斥实验报告(2页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。1、学 生 实 验 报 告姓名: 年级专业班级 学号 成绩 课程名称操作系统...
  • 请列举几种进程的同步机制,并比较其优缺点?什么是进程同步?wait是如何实现进程同步的进程间通信的方法有哪些?那一种方法效率最高?进进程间通信机制 1 文件映射 文件映射(Memory-Mapped Files)能使进程把文件...
  • PAGEPAGE 1学 生 实 验 报 告姓名: 年级专业班级 学号 ...通过编写程序实现进程同步互斥,使学生掌握有关进程(线程)同步互斥的原理以及解决进程(线程)同步互斥的算法,从而进一步巩固进程(线程)同步互斥...
  • 同步互斥问题

    2021-01-01 21:51:10
    关于进程同步 一、进程同步是为了解决什么问题 ? 为了解决并发过程中 进程具有异步特性 带来的问题 (有些任务 需要进程间按序执行) (进程具有异步的特性, 异步 是指 各并发执行的进程 以各自独立的,不可预测的...
  • 进程的互斥同步

    2021-01-11 12:18:03
    在多道程序环境下,进程是并发执行的,资源的有限性使多个进程访问时产生的制约引发了进程的互斥,不同进程之间存在着不同的相互制约关系促使了进程同步。 临界资源:一个时间段内只允许一个进程使用。对临界资源的...
  • 文章目录系列教程总目录概述4.1 同步互斥的概念4.2 同步互斥并不简单4.3 各类方法的对比 需要获取更好阅读体验的同学,请访问我专门设立的站点查看,地址:http://rtos.100ask.net/ 系列教程总目录 本教程连载...
  • 经典的同步/互斥问题—哲学家进餐 一、问题描述 设有五个哲学家共用一张圆桌,分别坐在周围的五张椅子上,在圆桌上有五个碗和五只筷子,他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。平时,一个哲学家进行思考,饥饿时便...
  • 本文主要讲述了操作系统中同步互斥这两个概念,并说明了操作系统中是如何实现同步互斥的。除此之外,本文还重点讲述了线程和进程的概念。

空空如也

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同步互斥关系