第3章進程同步與通信●進程同步與互斥

●經典進程同步問題

●管程

●AND信號量

●進程通信本章要點用信號量解決了很多同步和互斥問題，但在解決問題的過程中，同時還存在一些問題。例：兩個進程P1和P2，它們共享兩個局部變量R1和R2，因此設置兩個互斥信號量mutex1和mutex2，并令它們初值為1。

//進程P1//進程P2P(mutex1);P(mutex2);

P(mutex2);P(mutex1);

兩個進程處于僵持狀態(tài)，都無法繼續(xù)運行

這些問題的出現促使AND信號量的產生。●3.3AND信號量

AND信號量同步機制的基本思想：將進程在整個運行期間所需要的所有臨界資源，一次性的全部分配給進程，待該進程使用完后再一起釋放。只要尚有一個資源不能滿足進程的要求，其他所有能分配給該進程的資源也都不予以分配。實現方法：在P操作上增加一個AND條件，故稱為AND信號量。

AND信號量定義Swait(s1,s2,…,sn){if(s1>=1&&s2>=1&&…&&sn>=1){/*滿足資源要求時*/ for(i=1;i<=n;i=i+1)

si=si-1;}else{/*某些資源不能滿足要求時*/

block(si.queue)/*將進程投入第一個小于1的信號量的等待隊列si.queue

*/; }}AND信號量定義AND信號量定義Ssignal(s1,s2,…,sn){for(i=1;i<=n;i=i+1)

{si=si+1; for(等待隊列si.queue中的每個進程P) { if(進程P通過Swait中的測試) {/*通過檢查，即資源夠用*/

wackup(p);//喚醒進程P；}

else {/*未通過檢查，即資源不夠用*/ 進程P進入某等待隊列繼續(xù)等待；}

} }}用AND信號量解決哲學家進餐問題semaphorec[5]={1,1,1,1,1};voidphilosopher(inti)/*哲學家進程*/{while(true)

{Swait(c[i],c[(i+1)%5]); eat();/*進餐*/

Ssignal(c[i],c[(i+1)%5]); think();/*思考*/ }}●略●3.4管程●3.5進程通信信號量作為進程同步和互斥工具是卓有成效的。但作為通信工具就不夠理想。原因為： ●效率低——一次只傳一條消息。 ●通信對用戶不透明。因此必須引入高級通信工具，解決進程之間大量的信息傳遞問題進程通信的類型●共享存儲器系統(tǒng)●消息傳遞系統(tǒng)●直接通信方式●間接通信方式一對一多對一一對多多對多●管道通信●互斥能力●同步能力進程通信中的幾個問題●通信鏈路的建立方式●顯示建立鏈路●隱式建立鏈路●通信方向●單向通信●雙向通信●通信鏈路連接方式

●點對點方式●廣播方式●通信鏈路的容量●無容量通信鏈路●有容量通信鏈路●數據格式

●字節(jié)流●報文●同步方式●阻塞方式●不阻塞方式消息緩沖隊列-數據結構定義//消息緩沖區(qū)定義structmessage_buffer{charsender[30]; /*發(fā)送進程標識符*/intsize; /*消息長度*/chartext[200]; /*消息正文*/

structmessage_buffer*next; //指向下一個消息緩沖區(qū)的指針};//PCB中有關通信的數據項structprocess_control{structmessage_buffer*mq;/*消息隊列隊首指針*/

semaphoremutex=1; /*消息隊列互斥信號量，初值為1*/

semaphoresm=0;/*消息隊列同步信號量，記錄消息的個數.初值為0*/}消息緩沖隊列-示意圖//發(fā)送原語charreceiver[30];structmessage_buffera;voidsend(receiver,a){structmessage_bufferi;

structprocess_controlj;

getbuf(a.size,i);/*發(fā)送區(qū)a消息的長度申請一緩沖區(qū)i*/i.sender=a.sender;

i.size=a.size;i.text=a.text;

i.next=NULL;

getid(PCB_set,receiver,j);/*獲得接收進程的進程標識符j*/

P(j.mutex);

Insert(j.mq,i);/*將消息緩沖區(qū)i掛到的消息隊列j.mq上*/

V(j.mutex);

V(j.sm);}消息緩沖隊列-發(fā)送原語消息緩沖隊列-接收原語structmessage_bufferb;voidreceive(b){structmessage_bufferi;

structprocess_controlj;j=internal_name();/*接收進程的內部標識符*/

P(j.sm);

P(j.mutex);

remove(j.mq,i);/*從消息隊列中摘下第一個消息緩沖區(qū)*/

V(j.mutex);b.sender=i.sender;b.size=i.size;b.text=i.text;}客戶—服務器系統(tǒng)通