3-5通信与死锁.pptVIP

 P.V操作讨论 1) 信号量的物理含义： S0表示有S个资源可用 S=0表示无资源可用 S0则| S |表示S等待队列中的进程个数 P(S):表示申请一个资源 V(S)表示释放一个资源。信号量的初值应该大于等于0  P.V操作讨论 2) P.V操作必须成对出现，有一个P操作就一定有一个V操作 当为互斥操作时，它们同处于同一进程 当为同步操作时，则不在同一进程中出现 如果P(S1)和P(S2)两个操作在一起，那么P操作的顺序至 关重要,一个同步P操作与一个互斥P操作在一起时同步P操作在互斥P操作前 而两个V操作无关紧要 同步 有A、B两进程，A进程从卡片机读信息入缓冲区，B进程负责加工读进缓冲区的卡片 解：1、设信号量S1：缓冲区中有否可供加工的信息，信号量S2：缓冲区是否为空， 2、S1初始值为0； S2初始值为1。 3、描述为: 一组合作进程，执行顺序如图所示。请用P、V、操作实现各进程之间的同步操作。 经典的生产者─消费者问题 把并发过程的同步和互斥问题一般化，可以得到一个抽象的一般模型，即生产者—消费者问题。 一组生产者Pi，也一组消费者Ci, 假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。但是这些进程对缓冲池的操作需要互斥。 经典的生产者─消费者问题 可利用互斥信号量mutex使诸进程对缓冲池实现互斥访问； 利用avail表示空缓冲的数量，full 非空缓冲的数量。 进程描述为： 经典问题3- 3.14 哲学家就餐问题 有五个哲学家围坐在一圆桌旁，桌中央有一盘通心粉，每人面前有一只空盘子，每两人之间放一只筷子 每个哲学家的行为是思考，感到饥饿，然后吃通心粉 为了吃通心粉，每个哲学家必须拿到两只筷子，并且每个人只能直接从自己的左边或右边去取筷子 进程间的通信 进程通信的概念 进程通信是指进程之间的信息交换。根据信息量的大小，可把进程之间的通信分成低级通信和高级通信。 低级通信，进程间只能传递状态和控制信息，包括进程互斥和同步所采用的信号量机制，优点速度快，缺点传送信息量小、通信效率低、编程复杂。 高级通信，进程间可以利用系统提供的一组通信命令，高效地传送大量数据，并有共享存储区、消息、管道等多种通信机制。 进程通信的类型 1、消息缓冲机制/消息缓冲队列机制 1、系统：在操作系统空间设置一组缓冲区， 2、发送方：发送进程需要发送消息时，执行send系统调用，产生自愿性中断，进入操作系统， 操作系统为发送进程分配一个空缓冲区， 并将所发送的消息从发送进程copy到缓冲区中， 然后将该载有消息的缓冲区连接到接收进程的消息链链尾， 如此就完成了发送过程。发送进程返回到用户态继续执行。 消息缓冲机制/消息缓冲队列机制 3、接受方：在以后某个时刻，当接收进程执行到receive接收原语时，也产生自愿性中断进入操作系统， 由操作系统将载有消息的缓冲区从消息链中取出， 并把消息内容copy到接收进程空间， 之后收回缓冲区， 如此就完成了消息的接收，接收进程返回到用户态继续进行。 两个进程利用消息缓冲区通信过程 具体实现 具体实现 2、邮箱通信 邮件通信就是由发送进程申请建立一个与接受进程链接的邮箱。 该邮箱是发送者和接受者私有的数据结构，专门用来存放消息。 发送进程发消息送往邮箱，接受进程从邮箱中取出消息，从而完成进程间信息交换。 邮箱通信 邮箱使用规则 1）若发送信件时邮箱已满，则发送进程被置为“等邮箱”状态，直到邮箱有空时才被释放 2）若取信件时邮箱中无信，则接收进程被置为“等信件”状态，直到有信件时才被释放 邮箱通信实现 设信号量 设初值 进程描述 3、管道通信方式 Pipe 3.8 死锁的概念 死锁（Deadlock）是指系统中多个进程无休止地等待永远不会发生的条件，若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。 经典的生产者─消费者问题 可利用互斥信号量mutex使诸进程对缓冲池实现互斥访问； 利用avail表示空缓冲的数量，full 非空缓冲的数量。 进程描述为： 死锁举例 死锁的原因和必要条件 产生死锁的原因和必要条件 产生死锁的原因是：系统资源不足；并发进程执行时推进顺序不当。 产生死锁有以下几个必要条件。 （1）互斥条件。 （2）不可抢占条件。 （3）部分分配条件。 （4）循环等待条件。 解决死锁的基本方法 解决死锁的基本方法 死锁的排除方法： 死锁预防： 死锁避免： 死锁检测和恢复： 预防死锁