主題?

? ? ? ? ? ?進程同步與進程互斥? ? ?? ? ??

01

進程同步?

問題

在多道批處理系統中，多個進程是并發執行的，而并發執行的進程具有異步性，也就是說，各個進程以各自獨立的、不可預知的速度向前推進。這樣會帶來什么問題呢？如果有 AB 兩個進程分別進行讀寫數據的操作，那么寫數據應該發生在讀數據之前，而實際上，由于異步性的存在，可能會發生先讀后寫的情況，而此時由于緩沖區為空，該讀數據進程就會被阻塞。

解決方法：

所以，我們要通過進程同步來解決此類問題。與進程同步相關的也就是直接制約關系，指的是多個進程一起完成某個任務，這些進程因為合作、因為需要在某些位置上協調他們的工作次序而產生了某些制約關系。

?1??概念

進程同步機制對相關進程在執行次序上進行協調，使并發的進程之間按一定規則共享資源，使程序的執行具有可再現性。【題目】在操作系統中，要對并發進程進行同步的原因是()。A.進程必須在有限的時間內完成B.進程具有動態性C.并發進程是異步的D.進程具有結構性解析：C。進程同步是指進程之間一種直接的協同工作關系，這些進程的并發是異步的，它們相互合作，共同完成一項任務。

02

進程互斥?

問題

在多道批處理系統中，多個進程是并發執行的，而并發執行的進程不可避免地需要共享一些系統資源(比如內存、打印機、攝像頭等)。有些資源在一個時間段內只允許一個進程使用，諸如各種物理設備、變量、數據、內存緩沖區等，這些稱之為臨界資源——也就是說，一方面，并發執行的進程需要共享資源；另一方面，臨界資源的訪問又必須是互斥地進行(不能同時共享)，這會導致資源訪問上的矛盾。【題目】以下()不屬于臨界資源。A.?打印機B.?非共享數據C.?共享變量D.?共享緩沖區解析：B。臨界資源是互斥共享資源，非共享數據不屬于臨界資源。打印機、共享變量和共享緩沖區都只允許一次供一個進程使用。【題目】以下()屬于臨界資源。A.?磁盤存儲介質B.?公用隊列C.?私用數據D.?可重入的程序代碼解析：B。臨界資源與共享資源的區別在于，在一段時間內能否允許被多個進程訪問(并發使用)，顯然磁盤屬于共享設備。公用隊列可供多個進程使用，但一次只可供一個進程使用，試想若多個進程同時使用公用隊列，勢必造成隊列中的數據混亂而無法使用。私用數據僅供一個進程使用，不存在臨界區問題，可重入的程序代碼一次可供多個進程使用。

解決方法：

所以，我們要通過進程互斥來解決此類問題。與進程互斥相關的也就是間接制約關系，指的是當 A 進程在訪問某個臨界資源時，另一個也想要訪問該資源的 B 進程就必須等著，直到 A 進程訪問結束并釋放資源后，B 進程才能去訪問。

03

兩種形式的制約?

?1??概念

由于進程具有獨立性和異步性等并發特征，計算機的資源有限，導致了進程之間的資源競爭和共享，也導致了對進程執行過程的制約。

①?間接制約：進程間無關，但都要使用臨界資源

② 直接制約：進程間協作，需要按照某些規則運行

例：進程A和進程B通過共享緩沖區協作完成數據處理，進程A負責產生數據并放入緩沖區，進程B從緩沖區讀數據并輸出。進程A和進程B之間的制約關系是( )。

A.??互斥關系B．同步關系C.? 互斥和同步關系D.? 無制約關系解析：C。并發進程因為共享資源而產生相互之間的制約關系，可以分為兩類:①互斥關系，指進程之間因相互競爭使用獨占型資源(互斥資源)所產生的制約關系;②同步關系，指進程之間為協同工作需要交換信息、相互等待而產生的制約關系。本題中兩個進程之間的制約關系是同步關系，進程B必須在進程A將數據放入緩沖區后才能從緩沖區中讀出數據。此外，共享的緩沖區一定是互斥訪問的，所以它們也具有互斥關系。

實現

do { extry section; // 進入區 critical section; // 臨界區 exit section; // 退出區 remainder section; // 剩余區} while(true)

---

04

進程對臨界資源的訪問過程?

1??概念進入區：A 進程想要訪問臨界資源，首先會在進入區檢查是否可以進入，由于此時沒有其它進程占用臨界資源，所以檢查通過，同時它設置了一個 Flag 標志當前自己正在訪問臨界資源；臨界區：實際訪問臨界資源的那段代碼退出區：負責解除之前的 Flag剩余區：其它處理對于 B 進程，如果此時它也想要訪問這個資源，同樣就會在進入區做一個檢查，它知道了 A 進程正在訪問，所以自己就不能訪問了。這樣就實現了資源訪問的互斥。例：在一段時間內只允許一個進程訪問的資源，稱為( )。A．共享資源B．臨界區C．臨界資源D．共享區解析：C.在一段時間內只允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源或獨占資源。計算機系統中的大多數物理設備，以及某些軟件中所用的棧、變量和表格，都屬于臨界資源，它們要求被互斥地共享。

---

05

四個原則?

1??概念空閑讓進：臨界區空閑時，說明沒有進程使用臨界資源，此時應該讓想要進入臨界區的進程立刻進來忙則等待：如果已經有進程進入臨界區，則其它同樣想要進入的進程只能等著有限等待：不能讓進程一直干等著，要保證他在有限的時間內可以進入臨界區讓權等待：當進程不能進入自己的臨界區時，應該立刻釋放處理機，防止進程陷入“忙等”狀態。例：以下不是同步機制應遵循的準則的是()。A. 讓權等待B. 空閑讓進C. 忙則等待D. 無限等待解析：D。同步機制的4個準則是空閑讓進、忙則等待、讓權等待和有限等待。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的potplayer 多个进程_操作系统 | 进程同步与进程互斥的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。