Chapter 02-进程并发.pptVIP

* / 71 1、概述 P.V操作实现的是进程之间的低级通讯，所以P.V为低级通讯原语。它只能传递简单的信号，不能传递交换大量信息 如果要在进程间传递大量信息则要用 Send / Receive原语（高级通讯原语） 进程通信的方式 共享内存： 相互通信的进程间设有公共内存，一组进程向该公共内存中写，另一组进程从公共内存中读，通过这种方式实现两组进程间的信息交换 * / 71 消息传递： 系统为进程提供了两个高级通讯原语send和receive send： 当要进行消息传递时执行send receive： 当接收者要接收消息时执行receive * / 71 * / 71 消息传递模式 消息缓冲 在内存中开设缓冲区，发送进程将消息送入缓冲区，接收进程接收传递来的缓冲区 信箱通信 直接方式： 发送进程发消息时要指定接收进程的名字， 反过来，接收时要指明发送进程的名字 Send(receiver,message) Receiver(sender,message) * 对称形式：一对一 * 非对称形式：多对一 （顾客/服务员） 有缓冲（有界，无界），无缓冲 * / 71 间接方式： 发送进程发消息时不指定接收进程的名字，而是指定一个中间媒介，即信箱。进程间通过信箱实现通信 发送原语：send(MB,Message) 接收原语：receive(MB,Message) * / 71 2、消息缓冲 （有界缓冲区原理）： 在操作系统空间设置一组缓冲区，当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 * / 71 2、消息缓冲（续1） （有界缓冲区原理）： 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 * / 71 * / 71 PCB ...... Send(R, M) ...... SIZE:消息长度 TEXT:消息正文 ...... 消息链指针 ...... ...... Receive(pid, N) ...... SIZE:消息长度 TEXT:消息正文 ...... M: N: 接受进程 R 发送进程 S 消息 消息 消息 ...... THE END * / 71 * / 71 2.6.2 进程同步机制 定义：用于实现进程同步的工具称为同步机制（synchronization mechanism） 同步机制要求： 描述能力够用; 可实现; 高效; 使用方便. * / 71 典型同步机制 信号灯与PV操作(semaphore and PV operations) 锁 * / 71 2.6.3 信号灯与PV操作 E.W.Dijkstra, 1965. 2.6.3.1 信号灯与PV操作的定义 * / 71 信号灯的概念 信号灯是铁路交通管理中的一种常用设备，操作系统中使用的信号灯正是从交通管理中引用过来的一个术语。 信号灯是一个确定的二元组（s, q)，s是一个具有非负初值的整型变量，q是一个初始状态为空的等待队列的头指针。整型变量S代表资源的实体或并发进程的状态，它的值可以改变，以反映资源或并发进程状态的改变。为了对信号等的值进行修改，一般采用称为P、V操作的一对原语来进行。 S的物理含义为： S ≧ 0 时的值是其所代表的资源的可用数目。 S 0 时的绝对值是等待使用资源的进程数目。 * / 71 TYPE semaphore=STRUCT value: integer; queue: PCB pointer; END; VAR s: semaphore; Remarks: (1) semaphore is pre-defined data type, (2) s can be declared as needed, eg. var s1,s2:semaphore; * / 71 信号灯变量 S.value S.queue S.value S.queue PCB PCB PCB Var S:semaphore;