操作系统-进程互斥dekker算法学习

操作系统-进程互斥dekker算法学习

一、概念

• 对于某一时刻仅允许一个进程访问的共享资源就叫临界资源

• 访问临界资源的程序代码段就叫做临界区

• 对进程排它地访问临界资源的这种控制手段就叫做互斥

• 软件实现进程互斥 （四个算法）
  1、单标志法
  设置公用整型变量turn，用于指示允许进入临界区的进程编号，turn为零，则允许P0进程进入临界区。
  特点：能够确保进程互斥访问临界区，但是不能保证满足"空闲让进"原则，并且两进程必须交替进入临界区。
  2、双标志先检查法
  设置一个数组flag[2]，表示继承是否进入临界区，flag[i]的值为FALSE，表示Pi进程未进入临界区，为TRUE则表示Pi进入临界区。
  特点：不能确保进程互斥访问临界区，但是不能保证满足"忙则等待"原则，进程不必交替进入，可以连续使用。
  3、双标志后检查法
  设置一个数组flag[2]，这里与前面不同之处就是，先设置自己的标志位，再检测对方的标志状态，若对方的标志位为true则等待呗。
  特点：能够确保进程互斥访问临界区，但是存在两个进程都进入不了临界区的"饥饿"现象。违背了"空闲让进"和"有限等待"；
  4、Peterson 算法
  设置一个数组flag[2]，这里与前面不同之处就是，先设置自己的标志位，再检测对方的标志状态，若对方的标志位为true则等待呗。
  特点：Peterson 算法实际上同时结合了单标志法和双标志后检查法，它的核心就是：在一开始还是和后检查法一样，抢先进行“上锁”，但是上锁之后又将 turn 置为对方线程，表示自己虽然想要进入临界区，但是不介意“将这个机会让给对方”。尽管如此，由于 while 的限制条件增加了，而 turn 又是公用的，所以保证了最后只会有一方的 while 满足条件。既做到了互斥访问资源，也避免了双方都访问不到资源。

• Dekker算法可以用于控制两个进程（线程）之间的同步，如下实现的功能就是专门用于线程的同步： 其中，flag [2]用来表示是否想要使用关键区，turn用来表示具有访问权限的进程ID。

二、dekker算法代码

	//flag为临界资源状态标识数组,0表示空闲，1表示忙碌
    //flag[0]代表线程0，flag[1]代表线程1
	int flag[2]={0,0};  
	//number=0代表权力在线程0那里，线程0不用谦让
    //number=1代表权力在线程1那里，线程1不用谦让
    //number相当于上面dekker概念中的turn
    int number=0;       

    void process0(){
        ...      //其他执行代码
        flag[0]=1;      //代表线程0想要进入临界区
        while (flag[1]!=0){  //当线程1也想进入在临近区中
            //所以线程0需要周期性的检查线程1是否想要进入临界区中
            flag[0]=0;  //线程0暂时将自己设置为不想进入临界区
            if (number!=0){ //权力在1那边，1不必谦让线程0
                while (1){      
//                    ...		//其他代码执行
                }
            }
        }
        //一直等待线程1不在临界区，则跳出while
        //当线程0想进入临界区，并且线程1不在临界区时
        ...			//线程0访问临界区
        //访问完临界区的时候
        number=1;       //设置权力给1
        flag[0]=0;      //设置线程0不想进去临界区

    }

void process1(){
        ...
        flag[1]=1;      //代表线程1想要进入临界区
        while (flag[0]!=0){  //当线程0也想进入在临近区中
            //所以线程1需要周期性的检查线程0是否想要进入临界区中
            flag[1]=0;  //线程1暂时将自己设置为不想进入临界区
            if (number!=1){ //权力在0那边，0不必谦让线程1
                while (1){      
//                    ...       //代码执行
                }
            }
           
        }
        //一直等待线程0不在临界区，则跳出while
        //当线程1想进入临界区，并且线程0不在临界区时
         ...			//线程1访问临界区
                //访问完临界区的时候
        number=0;       //设置权力给0
        flag[1]=0;      //设置线程1不想进去临界区
    }

参考学习文章：操作系统原理——Dekker互斥算法详解
参考学习文章：操作系统进程互斥的软件实现算法（单标志法、双标志检查法、双标志后检查法以及皮尔森算法）