《计算机》进程同步思维导图

龙龙哥

2022-11-12

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思维导图

进程同步

《计算机》

简单介绍《计算机》进程同步内容

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思维导图大纲

临界区互斥的方法

硬件实现法

通过硬件支持实现临界区互斥访问的方法称为低级方法、元方法

中断屏蔽方法

关中断→临界区→开中断

限制了处理机交替执行程序的能力、中断权利交给用户不安全。

硬件屏蔽方法

Swap

简单、但不符合“让权等待”，也可能会导致“饥饿”现象

TestAndSet

while TestAndSet(&lock)

软件实现法

双标志先检查法

先检查对方标志、再设置自己标志

进入区

①while（flag[i]）；检查，进程i在访问则等待、

②flag[j] = true；进程j标志自己在访问临界区

退出区

flag[j]=false ；进程j不使用临界区

特点

这种算法不用交替进入、可以连续使用，但是当进程检查标志后可能发生进程切换，可能会出现同时访问临界区的情况，违背了“忙则等待”

P1检查flag[2] = false,进程切换 P2检查flag[1] = false，进程切换 P1设置flag[1] = true,进程切换 P2设置flag[2] = true, 临界资源被同时访问

双标志后检查法

先设置自己标志、再检查对方标志

进入区

flag[i] = true；进程i设置自己的标志

while(flag[j])；检查进程j是否在访问临界区

退出区

flag[i] = false；

特点

这种算法不会导致同时访问临界区的现象，但进程相互谦让可能会导致“饥饿”现象

Perterson算法

为了防止同时进入、也为了防止无限等待、设置了变量turn

进入区

flag[i]=true;turn = j; i想访问、但是先让j进

特点

相互谦让、最后一个谦让的等待

用flag解决互斥访问、用turn解决了“饥饿”现象

是单标志检查法和双标志后检查法的结合

单标志检查法

进入区：turn = 1，1为允许进入临界区的进程编号

退出区：turn = 0，允许1号进程进入临界区

这种算法进程只能交替进入临界区

当P1离开，turn = 0、进程0不访问，但进程1还是不能访问，违背“空闲让进”

进入检查、循环检查、退出修改

概念

临界资源

组成

临界区

进程访问临界资源的代码段（临界段）

退出区

清除正在访问临界区标志

剩余区

进入区

检查临界区标志/设置正在访问临界区标志

定义

一次仅允许一个进程访问的资源，如大多数的物理设备，也有某些变量、数据也是临界资源

互斥

进程的间接制约关系，进程访问临界资源的制约关系

同步

进程的直接制约关系，同步源于进程的相互合作

同步机制

忙则等待

临界资源被访问、进程需等待

有限等待

进程不能一直等下去、占用临界资源的进程必须在一定时间后释放资源

让权等待

进程发现临界资源被占用，需要等待临界资源的释放，此时不能忙等，需要让出处理机

空闲让进

资源没有被访问、进程可以访问

因为多道程序下进程并发运行，具有异步性，想要协调进程之间的制约关系，需要引入同步机制。

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月

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