作業系統之程序的同步機制

2021-10-05 06:37:08 字數 1956 閱讀 3889

二.程序同步與互斥關係

四.軟體和硬體同步方法

五.訊號量機制

六.linux中的訊號量

多個程序(執行緒)在執行次序上的協調關係的機制稱為程序同步機制。

由於作業系統中的程序是併發的,因此當協同程序對共享資料進行訪問時,可能會造成資料的不一致性問題。為了保證資料的一致性,那麼我們就需要一種有效地機制,這就是被我們稱之為的程序同步機制。

臨界資源是指一次僅允許乙個程序(執行緒)使用的資源,比如某個變數i(邏輯資源),印表機(物理資源)等等。

臨界區是指併發執行的程序中,訪問臨界資源必須互斥執行的程式段。

多個併發程序(執行緒)協同完成一項任務時,由於資料交換需要而在程序(執行緒)執行次序上的約束關係,交同步關係。比如「司機和售票員」問題描述的就是同步關係。

併發程序(執行緒)間為競爭統一資源而間接發生的相互制約關係,叫互斥關係。比如兩個程序同時需要完成列印任務,描述的就是互斥關係。

當沒有程序在臨界區時,它處於空閒狀態,任何請求臨界資源的程序都可以進入臨界區。

當已有程序正在訪問臨近區時,其他任何程序都必須等待,以保證互斥地訪問臨界資源。

程序必須在有限的時間內進入臨界區,避免長時間處在「飢餓」狀態。

當程序不能進入自己的臨界區時,應立即釋放cpu資源,以免程序陷入忙等狀態。

這種方法雖然會對臨界資源是否正在被訪問進行判斷,但是兩個程序有可能同時進入臨界區。

總結來說訊號量機制就是一種程序同步的工具。

整型訊號量被定義為乙個用於表示資源數目的整型量s,它只能被兩個標準的原語wait(s)和signal(s)來訪問,分別被稱為為「p」操作和「v「操作,它們中的操作都是原子操作。它的偽**如下:

void

wait

(s)void

signal

(s)

它的偽**如下:

void

wait

(semaphore s)

void

signal

(semaphore s)

typedef

struct

semaphore;

當乙個程序需要同時獲取多個資源時,就需要用到and型訊號量了

void

swait

(s1, s2,..

., sn)

void

ssignal

(s1, s2,..

., sn)

4.訊號量集

當一次需要n中資源且資源si申請di個資源,該類資源的可用數低於某個下限值ti時不予分配,這樣就需要對and型訊號量機制加以擴充,形成訊號量集機制:

linux中的訊號量使用時需要匯入semaphore.h標頭檔案

sem_t i;

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)

sem_wait(sem_t *sem);

sem_post(sem_t *sem);

sem_destroy(sem_t *sem);

作業系統 程序同步機制相關解釋

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