上章回顧什么是進(jìn)程，以及進(jìn)程的控制塊兩狀態(tài)模型和五狀態(tài)模型進(jìn)程的描述以及進(jìn)程創(chuàng)建，切換線程的功能特性以及與進(jìn)程比較Linux進(jìn)程與線程的管理并發(fā)性第3章預(yù)習(xí)檢查并發(fā)包含的設(shè)計(jì)問題有哪些？進(jìn)程間通信，資源共享與競爭，多個(gè)進(jìn)程的同步，分配給進(jìn)程處理器時(shí)間支持并發(fā)的基本需求是什么？加強(qiáng)互斥的能力在信號(hào)量上可以執(zhí)行什么操作？初始化，semwait,semsignal.發(fā)生死鎖的必須的三個(gè)條件是什么？互斥，占有且等待，非搶占以及第四個(gè)條件是什么？循環(huán)等待本章目標(biāo)掌握同步，互斥，臨界區(qū)，死鎖，饑餓等概念掌握常見的同步方式:semaphore，消息傳遞了解生產(chǎn)者/消費(fèi)者，讀者/寫者模型，哲學(xué)家就餐模型掌握Linux下的同步機(jī)制本章結(jié)構(gòu)并發(fā)行并發(fā)的原理信號(hào)量消息傳遞讀者-寫者問題死鎖原理死鎖預(yù)防哲學(xué)家就餐問題UNIX的并發(fā)機(jī)制Linux內(nèi)核并發(fā)機(jī)制并發(fā)性并發(fā)是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)進(jìn)程間通信資源共享和競爭多個(gè)活動(dòng)進(jìn)程的同步處理器的時(shí)間分配上下文多個(gè)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)化應(yīng)用程序操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并行性概念的解釋臨界區(qū)是一段代碼，在這段代碼中進(jìn)程將訪問共享資源。死鎖兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程因其中的每個(gè)進(jìn)程都在等待其他進(jìn)程做完某些事情而不能繼續(xù)執(zhí)行活鎖兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程為了響應(yīng)其他進(jìn)程中的變化而繼續(xù)改變自己的狀態(tài)但不做有用的工作并行性概念的解釋互斥當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在臨界區(qū)訪問共享資源時(shí)，其他進(jìn)程不能進(jìn)入該臨界區(qū)訪問任何共享資源競爭條件多個(gè)線程或者進(jìn)程在讀寫一個(gè)共享數(shù)據(jù)時(shí)結(jié)果依賴于它們執(zhí)行的相對(duì)時(shí)間饑餓是指一個(gè)可運(yùn)行的進(jìn)程盡管能繼續(xù)執(zhí)行，但被調(diào)度器無限期地忽視，而不能被調(diào)度執(zhí)行的情況1-1并發(fā)的難點(diǎn)共享的全局資源操作系統(tǒng)很難對(duì)分配資源進(jìn)行優(yōu)化的處理定位程序設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤非常困難1-1簡單的例子voidecho(){ chin=getchar(); chout=chin; putchar(chout);}ProcessP1 ProcessP2. . chin=getchar(); .. chin=getchar();chout=chin; chout=chin;putchar(chout); .. putchar(chout);. .1-2競爭條件競爭條件發(fā)生在當(dāng)多個(gè)進(jìn)程或者線程在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，其最終的結(jié)果依賴于多個(gè)進(jìn)程的指令執(zhí)行順序。例如，P1,P2共享變量aP1:a=1P2：a=2P2：a=2P1：a=1a=以賴于進(jìn)程的執(zhí)行順序1-3操作系統(tǒng)關(guān)心的是？追蹤每個(gè)活躍的進(jìn)程分配和釋放各種資源處理器時(shí)間存儲(chǔ)器文件IO設(shè)備保護(hù)數(shù)據(jù)和資源一個(gè)進(jìn)程的功能和輸出結(jié)果必須與速度無關(guān)1-4進(jìn)程的交互進(jìn)程間相互不知道對(duì)方進(jìn)程間接知道對(duì)方進(jìn)程直接知道對(duì)方1-4進(jìn)程的交互知道程度關(guān)系一個(gè)進(jìn)程對(duì)其他進(jìn)程的影響潛在的控制問題進(jìn)程間相互不知道對(duì)方競爭一個(gè)進(jìn)程的結(jié)果與其他進(jìn)程的活動(dòng)無關(guān)進(jìn)程的計(jì)時(shí)可能會(huì)受到影響互斥死鎖饑餓進(jìn)程間接知道對(duì)方（如共享對(duì)象）通過共享合作一個(gè)進(jìn)程的結(jié)果可能依賴于從其他進(jìn)程獲得信息進(jìn)程的計(jì)時(shí)可能會(huì)受到影響互斥死鎖（可復(fù)用的資源）饑餓數(shù)據(jù)一致性進(jìn)程直接知道對(duì)方(它們有可用的通信原語)通過通信合作一個(gè)進(jìn)程的結(jié)果可能依賴于從其他進(jìn)程獲得信息進(jìn)程的計(jì)時(shí)可能會(huì)受到影響死鎖（可消費(fèi)的資源）饑餓1-4進(jìn)程間的資源競爭互斥臨界區(qū)使用臨界資源的那一部分代碼一次只允許一個(gè)程序在臨界區(qū)中例如，在某一時(shí)間，只有一個(gè)進(jìn)程可以給打印機(jī)發(fā)送命令死鎖饑餓1-揉5互斥巧的要妄求一次幸只允帳許一調(diào)個(gè)進(jìn)核程進(jìn)花入臨蠶界區(qū)非臨界蘇區(qū)停亮止的藏進(jìn)程蔑必須砍不干恨涉其碗他進(jìn)永程不會(huì)叢出現(xiàn)雕饑餓外和死鎖當(dāng)沒有鋒進(jìn)程遺在臨碗界區(qū)肉時(shí)，帥必須耕能夠偶立即鎮(zhèn)進(jìn)入對(duì)進(jìn)程尖的速瘦度和奔處理昨器的揀數(shù)目腥沒有系要求曬和限擋制進(jìn)程跌駐留在臨嚴(yán)界區(qū)般的時(shí)姓間必列須是津有限漫的2-樹1信號(hào)鬧量(s單em洗ap匹ho予re薄)一個(gè)等廟待信兇號(hào)量轉(zhuǎn)的進(jìn)程柳被掛悟起，賀直到危接收魔到信濾號(hào)量特殊的整沾型變量(s蒜)，定歉義三脂種操雅作se重mS典ig魔na舊l操作節(jié)：s=絲式s+透1，S<刺=0鋤,內(nèi)se銅mW算ai河t操作蹤蝶阻塞探的進(jìn)兵程解匠除阻蜂塞se密mW呀ai頸t操作冬：s=哄s-歪1，s<爹0時(shí)，從執(zhí)行se驗(yàn)mW專ai發(fā)t被阻夾塞初始丈化成朝非負(fù)歸數(shù)2-角1信號(hào)煤量原允語2-莖1二元拖信號(hào)敘量原謙語192-肝1使用號(hào)信號(hào)漂量的錄互斥2-傲1使用零信號(hào)腸量的變互斥2-宵1使用確信號(hào)窗量的盜互斥2-腥2生產(chǎn)凳者/消費(fèi)罵者問陡題一個(gè)能或多穿個(gè)生桌產(chǎn)者朱產(chǎn)生番某種爐類型衰的數(shù)摘據(jù)，孫并放塑置在股緩沖羊區(qū)中一個(gè)羞消費(fèi)武者從剖緩沖圖區(qū)中盯取數(shù)域據(jù)，版每次鑰取一攻項(xiàng)任何傻時(shí)候只有暴一個(gè)貧代理(生產(chǎn)耀者/消費(fèi)栽者)可以獵訪問吼緩沖港區(qū)2-紀(jì)2生產(chǎn)討者/消費(fèi)趴者問看題Pr線od僚uc抖er百:wh遷il車e先(t功ru非e)才{/*繡p賠ro熊du值ce禁i奇te茫m榴v至*/b[堆in皇]蓮=惑v;in聾++錯(cuò);}Co趴ns天um幻玉erwh藍(lán)il鴉e脖(t郊ru行e)詠{wh剩il蜂e迷(i拜n區(qū)<=侄o帥ut宋)/*截do投no藝th通in套g瞇*/籍;w搭=嗓b[頑ou炮t]膨;ou鉆t+雀+;/*途c需on估su最me支i冰te鄉(xiāng)豐m尿w道*/}使用最無限傍緩沖耳區(qū)2-殃2生產(chǎn)炎者/消費(fèi)媽者問愛題2-標(biāo)2生產(chǎn)謹(jǐn)者/消費(fèi)既者問但題pr詳od駁uc失er即:wh桑il讀e賢(t狗ru棕e)會(huì){/*嬌p絞ro秒du拆ce仔i粱te浪m槐v艱*/wh剝il仍e競((材in唉+蓬1范)%神n蹦==鋒o巡壽ut節(jié))缸/始*供do謊n箭ot盒hi那ng頃*竟/;b[怕in短]的=旬v;in蝕=僵(糠in逢+迫1火)晨%涌n}co漠ns屬um脹er恨:wh太il婆e盒(t回ru篇e)遞{wh弓il協(xié)e不(i封n境==額o咬ut酸)/*癥d零o孤no笛th揪in播g親*/瘦;w土=累b[屋ou巴t]警;ou斥t盼=耳(o習(xí)ut鐮+橫1呼)戲%飼n;/*腐c奔o(jì)n狂su柳me根i碗te致m大w鄰*/}使用就有限肅循環(huán)音緩沖喝區(qū)2-秒2使用斗循環(huán)遷緩沖衫區(qū)2-何2生產(chǎn)罩者/消費(fèi)婆者問柱題2-沙2生產(chǎn)重者/消費(fèi)沿者問象題2-億2生產(chǎn)勢者/消費(fèi)遭者問莊題2-倦2生產(chǎn)博者/消費(fèi)靜者問踩題階段埋總結(jié)3-關(guān)1消息馬傳遞互斥進(jìn)程令間需殿要同撐步合作進(jìn)程棕間需墻要交夜換信概息原語se徑nd半(枕de豪st義in值at犬io備n,螞m祖es穩(wěn)sa慣ge杰)re興ce責(zé)iv鉆e狐(s浙ou另rc喂e,悔m歲es墾sa庭ge傻)3-習(xí)1同步發(fā)送屯者或隱接收塵者都緩可以乘被阻紛塞或稍不阻獲塞阻塞se巖nd速,阻塞re卻ce障iv胃e直到完成棚信息經(jīng)的交辨付，科才解何除阻敬塞回合(r蔬en每de賴zv嘗ou漢s)無阻擊塞se睜nd，阻怒塞re準(zhǔn)ce飯iv緩e接收普者阻塞炊直到階信息普的到興達(dá)無阻塞se籍nd，無鑒阻塞re泉ce林iv矩e部要銳求任繭何一朽方等業(yè)待3-恒2尋址直接舍尋址Se碗nd原語嘩包含耳目的贈(zèng)進(jìn)程摘的具墻體標(biāo)督志號(hào)Re智ce鹽iv使e原語狗：顯示爬的制愁定發(fā)蛋送進(jìn)盡程，競事先要知道砍來自便哪個(gè)多進(jìn)程接收奸所有的，so譯ur抹ce參數(shù)勤中有訂接收蟻操作鏡執(zhí)行蠶后的俱返回衡值間接諷尋址臨時(shí)保存梅這些薯消息喜的隊(duì)般列組璃成的相一個(gè)繡共享壩數(shù)據(jù)鳳結(jié)構(gòu)這些池隊(duì)列燈稱為ma礎(chǔ)il香bo謎x消息汁發(fā)送到ma亞il旦bo川x,一個(gè)僻進(jìn)程舅從ma券il拌bo昂x中去瘦取3-腎2尋址3-亭3消息笑格式3-醒4排隊(duì)減原則先進(jìn)大先出--兔-F開IF唱O優(yōu)先騎級(jí)原軍則接受坦者檢鏈查消若息隊(duì)復(fù)列并輕選擇3-糧5消息猾的互庫斥3-陽5消息針的互擇斥4-轎1讀者/寫者雜問題任意胞多的倘多進(jìn)校程可王以同抽時(shí)讀撐這個(gè)陶文件一次進(jìn)只有委一個(gè)寫首進(jìn)程甚可以且向這魄個(gè)文仇件中肢寫如果彈一個(gè)冰寫進(jìn)砍程正娛在往往文件遞中寫填文件怠，則桶禁止插任何雁毒進(jìn)察程讀勇文件4-刪1讀進(jìn)合程具隨有優(yōu)捎先權(quán)4-葡2寫進(jìn)討程具音有優(yōu)控先權(quán)4-段2用消督息機(jī)制嘉解決嶼問題5-尖1死鎖鮮原理一組煉競爭藏資源菠或互叼相通虎信的稱進(jìn)程繩間相鄉(xiāng)豐互的柔永久刊阻塞一組滅進(jìn)程鬧等待事件而只陪有進(jìn)盡程集沫合中訪的其預(yù)他阻五塞的皇進(jìn)程累才可研以觸傲發(fā)這晶一事坦件沒有柏有效愚的解第決辦法兩個(gè)雪或多進(jìn)程莫之間班對(duì)資魄源的湖需求財(cái)引起單的沖吳突5-饒1死鎖像原理5-摸1死鎖驗(yàn)原理5-1可重健用資惑源一次梳只能雹供一生個(gè)進(jìn)爆程安狼全的蓋使用繡，并炭且不側(cè)會(huì)由豈于使踢用而屋耗盡堤的資腦源進(jìn)程聽得到宿資源屢，后廚來又撕釋放員資源脊，共劣其他進(jìn)進(jìn)程繩再次要使用例如歪：處理膜器，IO通道道，主兔存，具輔存文件獲，數(shù)貍據(jù)庫杰，信急號(hào)量糞等數(shù)隙據(jù)結(jié)蒜構(gòu)如果拼進(jìn)增程占問有一筋項(xiàng)資尸源，徹有申售請(qǐng)另欲一個(gè)煎，可顫能會(huì)乞?qū)е抡炙梨i5-工1死鎖壇的例寧子5-起1死鎖拋的例筍子可分晶配的批空間20者0k溉B，下熟面的悲請(qǐng)求午序列在第餐二個(gè)執(zhí)請(qǐng)求典是發(fā)稀生死要鎖P1……Request80KB…Request60KB….P2…Request70KB…Request80KB…5-兄2可消帶費(fèi)的伙資源創(chuàng)建定并且朗可以崖銷毀迎的資殲源如，濱中斷浮，信視號(hào)，畢消息勿和IO緩沖拐區(qū)中冶的信劉息如果re聾ce溫iv殃e阻塞濤，則可能發(fā)生晌死鎖很少憐見的罰事件組合顯也可矮能導(dǎo)壓致死域鎖P1…Receive(P2);…Send(P2,M1);…P2…Receive(P1);…Send(P1,M2);5-逃3資源識(shí)分配呆圖有向煙圖闡述橫系統(tǒng)議資源夸和進(jìn)評(píng)程的沾狀態(tài)帽情況5-嗎3資源薦分配膀圖5-揮4死鎖窗的條驅(qū)件互斥一次居只有贈(zèng)一個(gè)羅進(jìn)程款可以享使用離資源占有衣且等待占有蹄已分描配資瓦源等待籌分配植其他邪資源非搶攀占不能訓(xùn)強(qiáng)行搶占婚進(jìn)程國中已鋸占有喬的資旁源循環(huán)等待存在波一個(gè)固封閉刑的進(jìn)漏程鏈資源至少竄占有演鏈中錦下一趙個(gè)進(jìn)暈程所收需要舞的資乳源階段辨總結(jié)6-丑1死鎖主的預(yù)跑防設(shè)計(jì)煎一種峽系統(tǒng)飼來排倦除發(fā)顆生死呼鎖的液可能躬性間接雷方法防止萬前三兔個(gè)必受要條帶件直接方法防止?jié)M循環(huán)初等待6-貸1互斥資源并要求啄互斥操作段系統(tǒng)溜必須慚支持擁，不?？赡苡?-西2占有舍且等貪待同時(shí)斯請(qǐng)求過所有還的資粒源，塘但是被阻洗塞時(shí)總間長，祖低效可能怪占有耳不用鍬的資唐源，盾導(dǎo)致涂其他庭程序走等待可能歌事先并不燈知道汁需要刷那些沿資源模塊捷化設(shè)揀計(jì)，客和多秩線程陵結(jié)構(gòu)自中的抹實(shí)際醒問題6-利3非搶泄占占有算資源檔的進(jìn)鍛程進(jìn)壯一步輩請(qǐng)求豎被拒羊絕，伴則釋喊放已日占有丸資源占有摩資源劑的進(jìn)程接進(jìn)一喬步請(qǐng)勒求時(shí)項(xiàng)，操享作系促統(tǒng)迫艘使另上一個(gè)匪進(jìn)程途釋放乎此資合源。要求牛兩個(gè)進(jìn)旬程具剩有不崇同優(yōu)震先級(jí)只有在很洞容易天保存/恢復(fù)農(nóng)上下臉文時(shí)眠，這利種方助式才膨?qū)嵱?-勒4循環(huán)室等待定義貴資源冤的線跌性順鏟序來映預(yù)防低效7-貨1哲學(xué)叢家就雖餐問籃題7-1使用劈燕信號(hào)與量解毅決方否法7-競1使用櫻信號(hào)箭量解淺決方段法8U滋ni低x的并梅發(fā)機(jī)爆制管道消息共享內(nèi)存信號(hào)應(yīng)量(s痰em券ap艱ho的re欄)信號(hào)