操作系统二轮复习（进程的同步与互斥）

文章目录

• 进程互斥与同步四原则
• 进程互斥的软件实现方法
• • 单标志法（空闲让进）
  • 双标志先检查法（忙则等待）
  • 双标志后检查法（空闲让进、有限等待）
  • 皮特森算法（让权等待）
  • 小结
• 进程互斥的硬件实现方法
• • 中断屏蔽方法（适用于单处理机、内核进程）
  • TestAndSet 指令（不满足让权等待，适用于多CPU）
  • Swap 指令（不满足让权等待、适用于多CPU）
  • 小结
• 软硬件方法都不满足“让权等待”
• 信 量机制
• • 整型信 量（违背让权等待）
  • 记录型信 量（满足让权等待）
  • 小结
  • 如何实现同步与互斥
  • • 实现互斥（信 量初值为1）
    • 实现同步（初值为0）
  • 前驱关系
• 管程
• 死锁
• • 死锁检测
• 进程互斥 锁
• • 互斥锁（存在忙等的问题，不满足让权等待）
• 进程同步 条件变量
• • 条件变量通常和锁配合着使用，用于实现互斥

进程互斥与同步四原则

进程互斥的软件实现方法

单标志法（空闲让进）

双标志后检查法（空闲让进、有限等待）

进程互斥的硬件实现方法

TestAndSet 指令（不满足让权等待，适用于多CPU）

小结

记录型信 量（满足让权等待）

小结

实现同步（初值为0）

1. 引入管程的目的无非就是要更方便地实现进程互斥和同步。
2. 这种互斥特性是由编译器负责实现 的，程序员不用关心。

死锁检测

先看分配出去的资源

P1请求分配两个R2资源，而R2资源已经全部分配出去了，一个给了P3,一个给了P2，所以P1进程应该被阻塞。
P2也是同理
能顺利执行得只有P3进程

进程互斥 锁

互斥锁（存在忙等的问题，不满足让权等待）

自旋忙等的过程中没有发生进程切换，所以忙等的代价是很低的

进程同步 条件变量

条件变量通常和锁配合着使用，用于实现互斥

条件变量和信 量:

信 量它有一个初值，这个值表示用信 量表示的资源他有多少个
条件变量是没有初始值的，他只是一个队列而已
初始时，条件变量为空
一个条件变量代表一种阻塞的原因

对信 量的V操作：先让值+1，如果有进程在等待这个信 量，还会唤醒等待的信 量。
这就意味着即便没有任何进程在等待，
我的V操作至少会让值加1

对条件变量的signal操作，如果等待队列的条件变量为空，他不会累加值，也无法唤醒任何一个进程，
所以使用条件变量的时候，wait操作会在signal操作之前