【网络操作系统课件】进程管理2.pptVIP

第三章 进程、作业、线程管理(2) 3.3 并发进程 一.进程的并发性 二.进程的互斥和同步 三.信号量 四.进程间的通信 五.进程的死锁 一.进程的并发性 进程在执行过程中，不同运行阶段进程使用不同的系统资源，有着交替、重叠执行的可能性。正是因为多道程序系统中进程的相对执行速度不可预测，给系统也就带来了一些困难。 1、并发的存在给系统带来的要求 1)操作系统必须记下诸进程 2)操作系统必须为每个进程分配和释放各类资源 3）操作系统必须保护每个进程的数据和物理资源，避免其他进程的无意干涉 4）操作系统的结果必须与执行速度无关，即不会出现与时间有关的错误 2、进程间的相互制约关系 基于进程间相互知道对方是否存在的程度分三种可能： 1）、进程之间不知道对方 2）、进程间接知道对方 3）、进程直接知道对方 3、进程中的资源竞争 当并发进程竞争使用同一个资源时，它们相互之间会发生冲突，而竞争进程间没有任何信息交换，却可能影响到竞争进程的一些行为。 饿死：因得不到运行所需的资源，而处于长期等待， 临界资源：对一个不可共享的资源；在执行过程中，每个需要使用此资源时都要给其发命令，接收状态信息，发送数据和接收数据的资源 临界区：使用临界资源的那段程序就称为程序的临界区。 注：对临界资源的访问必须满足互斥要求 4、进程间通过共享的合作 通过共享进行合作的进程间相互不确切知道对方的情况下进行交互。如诸进程可能访问同一个共享的变量、文件或数据库，进程在使用修改这些数据时，并不涉及到其他进程，但是它们知道其他进程也可能访问同一数据。 因此系统的控制机制必须要能确保共享数据的完整性。 5、进程间通过通信合作 当进程通过通信进行合作时，各个进程都参与其他进程的连接，而通信就是给其提供同步和协调各种活动的方法。 通常通信可以被描述成由各种类型的消息组成。 二.进程的互斥和同步 并发进程管理的主要任务是：使并发执行的诸进程之间能有效的共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。 1、进程互斥 当并发的进程要竞争使用某些临界资源时，为了提供互斥的支持，必须满足以下要求： 空闲让进：无进程处于临界区中 忙则等待： 有限等待:要避免出现“死等”即“饿死” 让权等待：要避免出现“忙等” 一些可以满足这些互斥条件方法： 软件方法：让希望并发的进程认为都需要与另一个进程合作，以实施互斥。 硬件支持：这种方法会涉及到使用专门的机器指令。 语言支持：即在操作系统或程序设计上提供某种级别的支持。 2、互斥 Dekker算法： 1）第一种尝试 给共享的互斥资源保留一个标记为sign的全局存储器单元，希望使用这一临界资源的进程在进入临界区前必须首先检查sign的内容。如果sign的值等于该进程的进程号时，则该进程就可处于临界区，否则必须等待。 忙等：其实就是死锁 如第I号进程的程序代码段如下： ………… While (sing !=I) ; /*什么都不做*/ /*临界区*/ Sign=s;/*s为等待此资源的一个进程的进程号*/ ……………… 2）、第二种尝试 /*进程0*/ …… While (flag[1])/*延迟*/; Flag[0]=-1;/*赋值为真*/ /*临界区*/ Flag[0]=0;/*赋值为假*/ …… /*进程1*/ …… While (flag[0])/*延迟*/; Flag[1]=-1;/*赋值为真*/ /*临界区*/ Flag[1]=0;/*赋值为假*/ …… 会导致死锁 3）第三种尝试 /*进程0*/ …… Flag[0]=-1; While (flag[1]) {flag[0]=0; /*延迟*/; Flag[0]=-1; } /*临界区*/ Flag[0]=0; …… /*进程1*/ …… Flag[1]=-1; While (flag[0]) {flag[1]=0; /*延迟*/; Flag[1]=-1; } /*临界区*/ Flag[1]=0; …… 4)Dekker算法 Int flag[2]={0,0},sign=1; Void main( ) {parbegin (p0( ),p1( )); /*结构parbegin的含义是挂起主程序的执行，开始并发执行进程P0和P1*/ } Void P0( ) {…… Flag[0]=-1; While(flag[1]) If(sign==1) {flag[0]=0; While(sign==1) ; Flag[0]=-1; } /*临界区*/ Sign=1; Flage[0]=0; …… } Perterson算法 Int flag[2]={0,0},sign; Void main( ) { parbegin (P0( ),P1());} Void P0 ( ) {