管程的定义.docVIP

2.7.2? 管程的定义 1．管程的定义 管程的概念是由Hoare和Hanson于1973年提出。其定义如下： 一组相关的数据结构和过程一并称为管程。 Hansan的定义：一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程在该数据结构上所执行的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据。 2．管程组成 如图2-10所示，管程主要由以下三部分组成： 图2-10 管程组成示意图 1）局部于管程的共享变量说明。 2）对该数据结构进行操作的一组过程。 3）对局部于管程的数据设置初始值的语句。 3．管程的语法 type monitor-name monitor variable declarations //局部变量申明 procedure entry P1 … ; //过程P1 begin…end; procedure entry P2 … ; //过程P2 begin…end; … procedure entry Pn … ; //过程Pn begin…end; begin initialization code;??? //初始化语句 end 4．管程的操作说明 1）管程中的数据结构只能由管程中的过程访问，其他过程不能访问。 2）管程中的过程也只能访问管程中的数据结构。 3）其他进程要访问管程中的数据结构必须经过管程，而管程一次只允许一个进程进入管程，从而实现进程互斥地访问管程。 5．处理特点 1）在实现进程同步时，也设置两个同步操作原语wait和signal。 2）引入条件变量，该变量放在wait和signal之前，形如var x,y:condition，wait原语变为x.wait，signal原语变为x.signal。 6．利用管程解决生产者－消费者问题 首先，建立一个名为Producer-Consumer的管程，简称为PC，其描述如下： type producer-consumer monitor var in,out,count:integer; buffer:array[0,…,n-1] of item; notfull,notempty:condition; procedure entry put item //放置产品的过程描述 begin if count n then notfull.wait; buffer in : nextp; in: in+1 mod n; count: count+1; if notempty.queue then notempty.signal; end procedure entry get item //取出产品的过程描述 begin if count 0 then notempty.wait; nextc: buffer out ; out: out+1 mod n; count: count-1; if notfull.queue then notfull.signal; end begin in: 0; //in指向可放置产品的空缓冲区 out: 0; //out指向可取出产品的满缓冲区 count: 0; //count存放产品的数量，亦即满缓冲区的数量 end 下面是利用管程来解决生产者－消费者问题的描述： producer:begin repeat produce an item in nextp; PC.put item ; until false; end consumer:begin repeat PC.get item ; consume the item in nextc; until false; end