操作系统复习篇（6）——进程同步

第6章 进程同步

• 临界区概念
• 同步的多种解决方案
• 引入原子事务的概念

临界区问题（critical section）

• 临界区需要满足以下三个条件
• 互斥（mutual exclusion）：一次只能有一个进程在临界区中执行
• 前进（progress）：如果没有进程在执行，而且有进程需要进行，此时理解去不能为空，即必须推进去处理
• 有限等待（bounded waiting）：等待区为有限

Peterson 算法

硬件同步

• 锁：进程在进入临界区之前必须得到锁，在退出临界区时释放锁

信号量

• 信号量：整数变量，除了初始化，只能通过wait跟signal两个原子操作来修改
• 原子操作，系统操作的最小单位
• 当信号量为0时，说明资源已被全部使用；当不为0时，说明还有资源可以使用
• wait：等待资源，如果信号量不为0，则减1
• signal：释放资源，在进程结束后释放占有的资源，信号量加1
• 更好的实现方法是将忙等待改为本身进程的阻塞
• 死锁（deadlock）：进程需要两种资源，两个进程各拥有一个资源，等待另外的进程释放资源
• 饥饿（starvation）：无限期等待，即永远阻塞，不会被执行

经典同步问题

有限缓冲问题

• 生产者生产满缓冲项
• 消费者生产空缓冲项

读者-写者问题

• 读者优先：如果有读者在等待，下一个进程必须是读者
• 写者优先：如果有写者在等待，下一个进程必须是写者

哲学家进餐问题

• 进程需要多个资源
• 只获得其中的某种资源造成死锁
• 解决方案1：当左右两边的筷子可以用的时候，才可以拿起筷子
• 解决方案2：实行非对称性拿筷子

原子事务（见数据库）