作業系統 管程

2021-09-20 15:25:59 字數 1747 閱讀 6228

在前面 程序 中提到,有訊號量與互斥量之後,似乎程序間通訊就很容易了。但事實上並不然,pv操作不慎是很容易導致兩個程序都被阻塞的,這種情況就叫做死鎖(dead lock)

為了更容易編寫出正確的程式,1973和2023年hansen與hoare提出了另一種高階同步原語,稱為管程(monitor)

但他們提出的方式略微有些差別,不過核心都是資源集中管理,將系統中資源通過抽象的形式描述。

管程是乙個由過程、變數、資料結構等組成的集合,它們共同形成乙個模組或是軟體包。程序可以在任何需要的時候呼叫管程中的過程,但不能在管程宣告之外的過程中訪問管程內的資料結構。

還提供了一種條件結構(condition construct)的機制來保障多程序安全、有效的共享資料。如為實現程序互斥同步,可以定義一些條件變數,這些條件變數只能被wait或者signal操作訪問。前者表示呼叫該操作的程序將掛起,而後者是啟動乙個被掛起的程序,但與v操作不同的是後者不會改變條件變數的狀態,如果失敗則等於空操作。

假定要仍然用來解決生產者與消費者問題,則可以定義notfull, notempty的條件變數,類語言過程如下:

type producer-consumer=monitor

var buffer : array[0,...,n-1] of item;

in, out, count : interger;

notfull, notempty : condition; //定義條件變數

procedure entry put(item) //將產品放入緩衝區

begin

if count >= n then notfull.wait; //緩衝區滿則等待

buffer(in):=nextp;

in:=(in+1) mod n;

count:=count+1;

if notempty.queue then notempty.signal; //喚醒等待者

endprocedure entry get(item)

begin

if count <= 0 then notempty.wait; //緩衝區空等待

nextc:=buffer(out);

out:=(out+1) mod n;

count:=count+1;

if notfull.queue then notfull.signal //喚醒生產者

endbegin in:=out:=0; count:=0; end //初始化

cobegin

producer : begin

repeat

produce an item in nextp;

producer-consumer.put(item);

until false;

endconsumer:begin

repeat

producer-consumer.get(item);

consume the item in nextc;

until false;

endcoend

其實管程概念實際上是一種將互斥或訊號包裝的做法,對管程的支援基本都由程式語言及編譯器實現,這樣一來就可以減少人為失誤導致的死鎖,也使的編寫大大簡便。

作業系統 管程

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作業系統原理 管程

將共享變數及操作共享變數的所有方法封裝在乙個模組中。一組區域性變數 共享變數 操作區域性變數的一組方法 區域性變數的初始語句 任何程序只能通過管程提供的入口才能訪問共享資料 任何時刻只允許乙個程序訪問管程的某個方法 對共享變數的互斥操作 管程的特點決定了對共享資源的互斥操作,管程同一時刻只允許乙個程...

作業系統之管程

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