进程同步与通信-----笔记一
并发进程之间的关系
间接制约
多个进程共享一种资源，但是该资源一次仅运行一个进程使用，当某一个进程在使用时，其他进程必须等待。
直接制约
由任务协作引起，若干个进程为了完成一项任务必须有一定的先后执行顺序。例如A->B->C,只有当进程执行结束以后B进程才可以执行。
进程同步
若干个进程为了完成一个共同的任务而相互合作，由于各个进程的推进速度不一样，为了协调，需要等待其他进程发送消息。进程之间这种相互合作等待对方消息的协调关系就称为进程同步。
进程互斥
进程之间争夺互斥资源引起的。
临界资源和临界区
临界资源
一段时间内只允许一个进程使用得资源
临界区
进程中访问临界资源的代码段称为临界区
类比：临界区就像是一个一次只允许一条船进入的闸门，进程就像船只
进入区------->临界区------->退出区
船在进入区获得临界区的使用权，再退出区释放临界区的使用权。
进程互斥的硬件方法
开关中断指令
cobegin
process Pi()
{
.....//与临界资源无关的部分
lock out interrupts;//关中断
临界区;
unlock out interrupts;//开中断
....
}
coend
测试与设置指令TS
int TS(int s)
{
if(s)
return 1;
else
{
s=1;
return 0;
}
}
cobegin
process Pi()
{
.....//与临界资源无关的部分
while(TS(s));
临界区;
s=0;
....
}
coend
在进入临界区之前首先用TS指令测试s,若s为0则表明没有其他进程使用此临界区，于是本进程可以进入临界区，进入临界区以后s=1,阻止其他进程进入，当离开临界区时，设置s=0，让其他进程进入临界区。否则，一直用while测试。
交换指令swap
void swap(int *a,int *b)
{
int temp=*a;
*a=*b;
*b=temp;
}
int s=0;
cobegin
process Pi()
{
.....
int key=1;
do{
swap(&s,&key);
}while(key);
临界区
s=0
........
}
coend
为临界资源设置整型全局变量s: s=0—>临界区空闲，s=1—>临界区被占用。
为每个进程设置整型局部变量key,如果s=0ANDkey=1，允许进入临界区。由于交换，进入临界区以后s=1,key=0,为了使其他进程可以进入临界区，在离开临界区时使s=0。
进程互斥实现的软件方法
两标志进程互斥方法
形式一
进程P1
....
while(T2);//检测P2是否在临界区，T2=1则P2在临界区
T1=1；
临界区
T1=0；
.......
进程P2
....
while(T1);//检测P2是否在临界区，T2=1则P2在临界区
T2=1；
临界区
T2=0；
.......
缺点：当T1=T2=0时，P1和P2都会进入临界区
形式二
进程P1
....
T1=1;
while(T2);//检测P2是否在临界区，T2=1则P2在临界区
T1=1；
临界区
T1=0；
.......
进程P2
....
T2=1；//表示P2在临界区
while(T1);//检测P2是否在临界区，T2=1则P2在临界区
T2=1；
临界区
T2=0；
.......
缺点：当T1=T2=1时，P1 P2都不能进入临界区
三标志进程互斥算法
T1 T2与两标志进程互斥算法相同，第3个标志T是一个公共标志，用来表示允许进入临界区的进程标号，T=1表示运行进程1进入临界区
进程P1
....
T1=1;
T=2；//允许P2进入临界区
while(T2==1&&T==2);//检测P2是否在临界区，T2=1则P2在临界区
T1=1；
临界区
T1=0；
.......
进程P2
....
T2=1；//表示P2在临界区
T=1；//运行P1进入临界区
while(T1);//检测P2是否在临界区，T2=1则P2在临界区
T2=1；
临界区
T2=0；
.......
三标志未算法相比较于两标志进程算法的形式二，只是加了一个T，它不会出现两标志的同时进入和同时不能进入的情况，因为当满足T1=T2=1时，T是不可能同时满足两个while的，T的数值决定了哪一个进程可以进入临界区。而T1=T2=0的情况是不能发生的，因为每个进程在进入临界区之前都将自己的Ti设置为1。