3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)回顧訂票問(wèn)題和主存管理問(wèn)題訂票問(wèn)題:多個(gè)售票進(jìn)程交叉訪問(wèn)了共享變量Aj主存管理問(wèn)題:borrow和returrn共享了表示主存物理資源的變量x因此，對(duì)于具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的若干進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行必須加以限制回顧訂票問(wèn)題和主存管理問(wèn)題訂票問(wèn)題:多個(gè)售票進(jìn)程交叉訪問(wèn)了共臨界區(qū)的基本概念臨界區(qū)(CriticalSection)：并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段臨界資源(CriticalResource)：共享變量代表的資源，如獨(dú)占型硬件，被共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和文件臨界區(qū)的基本概念臨界區(qū)(CriticalSection)臨界區(qū)管理的問(wèn)題主要問(wèn)題：與同一變量有關(guān)的臨界區(qū)分散在各進(jìn)程的程序段中，而各進(jìn)程的執(zhí)行速度不可預(yù)知。必須加以管理和限制：保證進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行時(shí)，不讓另一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，就不會(huì)造成與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。（實(shí)現(xiàn)對(duì)共享變量的互斥訪問(wèn)）臨界區(qū)管理的問(wèn)題主要問(wèn)題：與同一變量有關(guān)的臨界區(qū)分散在各進(jìn)程臨界區(qū)調(diào)度的原則（1）一次至多有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行；（2）如果已經(jīng)有進(jìn)程在臨界區(qū)中，試圖進(jìn)入此臨界區(qū)的其他進(jìn)程應(yīng)等待（3）進(jìn)入臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便讓等待隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入互斥使用，有空讓進(jìn)；忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待；擇一而入，算法可行。臨界區(qū)調(diào)度的原則（1）一次至多有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行；互3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)臨界區(qū)管理的嘗試引入進(jìn)程標(biāo)志，分別指示進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的情況第一種嘗試，先測(cè)試，后置位不能保證同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)第二種嘗試，先置位，后測(cè)試會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)的情況，永遠(yuǎn)等待臨界區(qū)管理的嘗試引入進(jìn)程標(biāo)志，分別指示進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的臨界區(qū)管理的嘗試一inside1,inside2:Booleaninside1:=false;/*P1不在其臨界區(qū)內(nèi)*/inside2:=false;/*P2不在其臨界區(qū)內(nèi)*/cobegin processP1 Begin

①whileinside2dobeginend;

②inside1:=true;

③臨界區(qū);

④inside1:=false;end;processP2Begin

①whileinside1dobeginend;

②inside2=true;

③臨界區(qū);

④inside2:=false;end;coend問(wèn)題：P1和P2有可能同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)臨界區(qū)管理的嘗試一inside1,inside2:Booleinside1,inside2:Booleaninside1:=false;/*P1不在其臨界區(qū)內(nèi)*/inside2:=false;/*P2不在其臨界區(qū)內(nèi)*/cobegin processP1 Begin

①inside1:=true;

②whileinside2dobeginend;

③臨界區(qū);

④inside1:=false;end;processP2Begin

①inside2=true;

②whileinside1dobeginend;

③臨界區(qū);

④inside2:=false;end;coend臨界區(qū)管理的嘗試二問(wèn)題：P1和P2有可能永遠(yuǎn)進(jìn)不了臨界區(qū)inside1,inside2:Boolean臨界區(qū)管理的嘗3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件算法（1）Dekker算法算法復(fù)雜難以理解（2）Peterson算法：實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件算法（1）Dekker算法Peterson算法的具體實(shí)現(xiàn)//變量定義及初始化boolinside[2]inside[0]=false;inside[1]=false;enum{0,1}turn;cobeginprocessP0(){①inside[0]=true;

②turn=1;

③

while(inside[1]andturn=1);④{臨界區(qū)};

⑤inside[0]:=false;}processP1(){①inside[1]:=true;②turn:=0;③

while(inside[0]andturn=0);

④{臨界區(qū)};⑤inside[1]:=false;}coend.進(jìn)入臨界區(qū)的條件：對(duì)方不在臨界區(qū)或不想進(jìn)入臨界區(qū)Peterson算法的具體實(shí)現(xiàn)//變量定義及初始化proc基本思想：用對(duì)turn的置值和while語(yǔ)句來(lái)限制每次只有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)；進(jìn)程執(zhí)行完臨界區(qū)程序后，修改insidei狀態(tài)使等待進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程可在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)入。算法滿足臨界區(qū)管理的三個(gè)條件?；舅枷耄很浖夥ǖ娜秉c(diǎn)1.忙等待（busywaiting）2.實(shí)現(xiàn)過(guò)于復(fù)雜，需要高的編程技巧軟件解法的缺點(diǎn)1.忙等待（busywaiting）回顧:順序程序設(shè)計(jì)有哪些特征?什么是并發(fā)程序設(shè)計(jì)?進(jìn)程之間有哪些關(guān)系?什么是同步與互斥?有關(guān)的進(jìn)程如果不加控制,會(huì)出現(xiàn)哪些錯(cuò)誤?什么是臨界區(qū)和臨界資源?臨界區(qū)管理有哪些原則?回顧:順序程序設(shè)計(jì)有哪些特征?3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)臨界區(qū)管理的前兩個(gè)嘗試之所以不能正確管理臨界區(qū)，問(wèn)題在于：

測(cè)試和上鎖這兩個(gè)動(dòng)作分開了,因?yàn)閳?zhí)行過(guò)程中可能被中斷whileinside2dobeginend;inside1:=true;inside1:=true;whileinside2dobeginend;關(guān)鍵點(diǎn):保證不被中斷或者測(cè)試完立即上瑣臨界區(qū)管理的前兩個(gè)嘗試之所以不能正確管理臨界區(qū)，問(wèn)題在于：w硬件方法1.關(guān)中斷2.測(cè)試并建立指令3.對(duì)換指令硬件方法1.關(guān)中斷1.關(guān)中斷基本方法:在進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)關(guān)中斷,進(jìn)程退出臨界區(qū)時(shí)開中斷(阻止進(jìn)程交替執(zhí)行)特點(diǎn)：簡(jiǎn)單，有效；不通用，關(guān)中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響系統(tǒng)性能；不適用于多處理器；1.關(guān)中斷基本方法:在進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)關(guān)中斷,進(jìn)程退出臨2.測(cè)試并建立指令基本方法:借助于機(jī)器指令TS，TS指令能使測(cè)試和上瑣不分離//TS指令的處理過(guò)程boolTS(bool&x){if(x){x=false;returntrue;}elsereturnfalse;}//TS指令實(shí)現(xiàn)互斥bools=true;cobeginprocessPi(){while(!TS(s));{臨界區(qū)};s=true;}coend2.測(cè)試并建立指令基本方法:借助于機(jī)器指令TS，TS指令能3.對(duì)換指令基本方法：借助于對(duì)換指令SWAP//swap實(shí)現(xiàn)過(guò)程voidSWAP(bool&a,bool&b){booltemp=a;a=b;b=temp;}//對(duì)換指令實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥boollock=false;cobeginprocessPi(){boolkeyi=true;do{SWAP(keyi,lock);}while(keyi);{臨界區(qū)}；SWAP(keyi,lock);}coend3.對(duì)換指令基本方法：借助于對(duì)換指令SWAP//swap3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)回顧訂票問(wèn)題和主存管理問(wèn)題訂票問(wèn)題:多個(gè)售票進(jìn)程交叉訪問(wèn)了共享變量Aj主存管理問(wèn)題:borrow和returrn共享了表示主存物理資源的變量x因此，對(duì)于具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的若干進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行必須加以限制回顧訂票問(wèn)題和主存管理問(wèn)題訂票問(wèn)題:多個(gè)售票進(jìn)程交叉訪問(wèn)了共臨界區(qū)的基本概念臨界區(qū)(CriticalSection)：并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段臨界資源(CriticalResource)：共享變量代表的資源，如獨(dú)占型硬件，被共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和文件臨界區(qū)的基本概念臨界區(qū)(CriticalSection)臨界區(qū)管理的問(wèn)題主要問(wèn)題：與同一變量有關(guān)的臨界區(qū)分散在各進(jìn)程的程序段中，而各進(jìn)程的執(zhí)行速度不可預(yù)知。必須加以管理和限制：保證進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行時(shí)，不讓另一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，就不會(huì)造成與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。（實(shí)現(xiàn)對(duì)共享變量的互斥訪問(wèn)）臨界區(qū)管理的問(wèn)題主要問(wèn)題：與同一變量有關(guān)的臨界區(qū)分散在各進(jìn)程臨界區(qū)調(diào)度的原則（1）一次至多有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行；（2）如果已經(jīng)有進(jìn)程在臨界區(qū)中，試圖進(jìn)入此臨界區(qū)的其他進(jìn)程應(yīng)等待（3）進(jìn)入臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便讓等待隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入互斥使用，有空讓進(jìn)；忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待；擇一而入，算法可行。臨界區(qū)調(diào)度的原則（1）一次至多有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行；互3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)臨界區(qū)管理的嘗試引入進(jìn)程標(biāo)志，分別指示進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的情況第一種嘗試，先測(cè)試，后置位不能保證同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)第二種嘗試，先置位，后測(cè)試會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)的情況，永遠(yuǎn)等待臨界區(qū)管理的嘗試引入進(jìn)程標(biāo)志，分別指示進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的臨界區(qū)管理的嘗試一inside1,inside2:Booleaninside1:=false;/*P1不在其臨界區(qū)內(nèi)*/inside2:=false;/*P2不在其臨界區(qū)內(nèi)*/cobegin processP1 Begin

①whileinside2dobeginend;

②inside1:=true;

③臨界區(qū);

④inside1:=false;end;processP2Begin

①whileinside1dobeginend;

②inside2=true;

③臨界區(qū);

④inside2:=false;end;coend問(wèn)題：P1和P2有可能同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)臨界區(qū)管理的嘗試一inside1,inside2:Booleinside1,inside2:Booleaninside1:=false;/*P1不在其臨界區(qū)內(nèi)*/inside2:=false;/*P2不在其臨界區(qū)內(nèi)*/cobegin processP1 Begin

①inside1:=true;

②whileinside2dobeginend;

③臨界區(qū);

④inside1:=false;end;processP2Begin

①inside2=true;

②whileinside1dobeginend;

③臨界區(qū);

④inside2:=false;end;coend臨界區(qū)管理的嘗試二問(wèn)題：P1和P2有可能永遠(yuǎn)進(jìn)不了臨界區(qū)inside1,inside2:Boolean臨界區(qū)管理的嘗3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件算法（1）Dekker算法算法復(fù)雜難以理解（2）Peterson算法：實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件算法（1）Dekker算法Peterson算法的具體實(shí)現(xiàn)//變量定義及初始化boolinside[2]inside[0]=false;inside[1]=false;enum{0,1}turn;cobeginprocessP0(){①inside[0]=true;

②turn=1;

③

while(inside[1]andturn=1);④{臨界區(qū)};

⑤inside[0]:=false;}processP1(){①inside[1]:=true;②turn:=0;③

while(inside[0]andturn=0);

④{臨界區(qū)};⑤inside[1]:=false;}coend.進(jìn)入臨界區(qū)的條件：對(duì)方不在臨界區(qū)或不想進(jìn)入臨界區(qū)Peterson算法的具體實(shí)現(xiàn)//變量定義及初始化proc基本思想：用對(duì)turn的置值和while語(yǔ)句來(lái)限制每次只有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)；進(jìn)程執(zhí)行完臨界區(qū)程序后，修改insidei狀態(tài)使等待進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程可在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)入。算法滿足臨界區(qū)管理的三個(gè)條件?；舅枷耄很浖夥ǖ娜秉c(diǎn)1.忙等待（busywaiting）2.實(shí)現(xiàn)過(guò)于復(fù)雜，需要高的編程技巧軟件解法的缺點(diǎn)1.忙等待（busywaiting）回顧:順序程序設(shè)計(jì)有哪些特征?什么是并發(fā)程序設(shè)計(jì)?進(jìn)程之間有哪些關(guān)系?什么是同步與互斥?有關(guān)的進(jìn)程如果不加控制,會(huì)出現(xiàn)哪些錯(cuò)誤?什么是臨界區(qū)和臨界資源?臨界區(qū)管理有哪些原則?回顧:順序程序設(shè)計(jì)有哪些特征?3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)3.2.2臨界區(qū)管理的嘗試3.2.3實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法3.2.4實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施3.2臨界區(qū)管理3.2.1互斥與臨界區(qū)臨界區(qū)管理的前兩個(gè)嘗試之所以不能正確管理臨界區(qū)，問(wèn)題在于：

測(cè)試和上鎖這兩個(gè)動(dòng)作分開了,因?yàn)閳?zhí)行過(guò)程中可能被中斷whileinside2dobeginend;inside1:=true;inside1:=true;whileinside2dobeginend;關(guān)鍵點(diǎn):保證不被中斷或者測(cè)試完立即上瑣臨界區(qū)管理的前兩個(gè)嘗試之所以不能正確管理臨界區(qū)，問(wèn)題在于：w