操作系统第3章--进程同步和通信.pptVIP

用AND信号量解决哲学家进餐问题 semaphore chopstick[5] ={1,1,1,1,1}; void philosopher ( int i ) /*哲学家进程*/ {while (true) {Swait(chopstick[i], chopstick[ (i + 1) % 5]); eat(); /* 进餐 */ Ssignal(chopstick[i], chopstick[(i + 1) % 5]); think(); /* 思考 */ } } 管程机制 引入的原因： ●信号灯机制虽然既方便又有效地解决了进程同步问题，但要求访问临界资源的进程自备同步操作wait(s)、signal(s)，使得大量的同步操作分散在各个进程中，给进程的管理带来不便，并会因同步操作使用不当导致死锁。 ● Hoare和Hanson提出了管程的概念把分散在各个进程中的与同一共享资源有关的同步处理从各进程中抽出并集中起来。 ●一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行（在该数据结构上）的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据。 ●管程 = 数据结构 + 操作 + 对数据结构中变量的初始化 ● 3.4管程的定义 管程的结构 条件变量 ●用管程实现进程同步，设置两个同步操作原语wait,signal ●为了区别等待的原因，引入条件变量condition 其形式为 var x,y:condition 条件变量置于wait和signal之前，表示为 x.wait和x.signal ●例如：由于共享数据被占用而使调用进程等待，该条件变量的形式为notbusy; wait原语应改为notbusy.wait monitor_name=monitor variable declarations procedure P1(……); { } procedure P2(……); { } procedure Pn(……); { } { init code } 管程的语法 利用管程解决生产者-消费者问题 monitor monitor_PC; char buffer[n]; int nextin, nextout; int count; condition notfull, notempty; void put(char x); /*过程*/ { if (count == n) cwait(notfull); buffer[nextin] = x; nextin = (nextin + 1) % n; count = count + 1; csignal(notempty); } void get(char x); /*过程*/ { if (count == 0) cwait(notempty); x = buffer[nextout]; nextout = (nextout + 1) % n; count = count - 1; csignal(notfull); } {/*管程体*/ nextin = 0; nextout = 0; count = 0; /*变量初始化*/ } void producer() /* 生产者进程 */ { char x; while (true) { produce an char in x; monitor_PC.put(x); } } void consumer() /* 消费者进程 */ { char x; while (true) { monitor_PC.get(x); consume an x; } } 利用管程解决生产者-消费者问题 ● 3.5 进程通信 信号灯作为进程同步和互斥工具是卓有成效的。但作为通信工具就不够理想。其原因为： ●效率低——一次只传一条消息。 ●通信对用户不透明。 因此必须引入高级通信工具，解决进程之间大量的信息传递问题 进程通信的类型 ●共享存储器系统 ●消息传递系统 ●直接通信方式 ●间接通信方式 ●管道通信 进程通信中的几个问题 ●通信链路的建立方式 ●显示建立链路 ●隐式建立链路 ●通信方向 ●通信链路连接方式 ●通信链路的容量 ●数据格式 ●同步方式 ●阻塞方式 ●不阻塞方式 消息