《并发性互斥和同步》PPT课件

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1、CHAPTER5Concurrency：MutualExclusionandSynchronization（并发性：互斥和同步）Concurrency（并发性）CommunicationamongprocessesSharingofandcompeting(竟争)forresourcesSynchronizationoftheactivitiesofmultipleprocessesAllocationofprocessortimetoprocesserConcurrencyMultipleapplications

2、MultiprogrammingStructuredapplicationApplicationcanbeasetofconcurrentprocessesOperating-systemstructureOperatingsystemisasetofprocessesorthreads5.1PRINCIPLESOFNCURRENCY(并发的原理)DifficultieswithConcurrencySharingglobalresourcesManagementofallocationofresourcesItbec

3、omeverydifficulttolocateaProgrammingerrorsASimpleExampleprocedureecho;Varout,in:character;begininput(in,keyboard);out:=in;output(out,display);endASimpleExampleProcessP1ProcessP2..Input(in,keyboard)..Input(in,keyboard)Out:=inout:=inOutput(out,display)..Output(out

4、,display)..OperatingSystemConcerns（操作系统关注的问题）Keeptrackofactiveprocesses:PCBAllocateanddeallocateresourcesProcessortime:schedulingMemory:virtualmemoryFilesI/OdevicesProtectdataandresourcesResultofprocessmustbeindependentofthespeedofexecutionofotherconcurrentproce

5、sses（应保证进程执行的结果与速度无关）ProcessInteractionProcessesunawareofeachother-Competition-Mutualexclusion,Deadlock,StarvationProcessesindirectlyawareofeachother-Cooperationbysharing-Mutualexclusion,Deadlock,Starvation,Datacoherence(一致性)Processdirectlyawareofeachother-Coope

6、rationbycommunication-Deadlock,Starvation表5．1进程的交互知道程度关系一个进程对其他进程的影响潜在的控制问题进程之间不知道对方（进程间无工作联系）竞争1一个进程的结果与其它进程的活动无关2进程的分时可能会受到影响互斥死锁（可复用的资源）饿死进程间接知道对方（如共享对象）通过共享合作1.一个进程的结果可能依赖于从其他进程获得的信息2.进程的分时可能会受到影响互斥死锁（可复用的资源）饿死数据一致性进程直接知道对方（它们有可用的通信原语）通过通信合作1.一个进程的结果可能依赖于从其他

7、进程获得的信息2.进程的分时可能会受到影响死锁（可消费的资源）饿死CompetitionAmongProcessesforResourcesMutualExclusion(互斥)Criticalsections（临界区）Onlyoneprogramatatimeisallowedinitscriticalsection(一次仅允许一个进程在临界区)Exampleonlyoneprocessatatimeisallowedtosendcommandtotheprinter（criticalresource）（例如一次仅

8、允许一个进程发打印命令）Deadlock（死锁）StarvationCompetitionAmongProcessesforResourcesDeadlock例如，有两个进程P1、P2，竞争两个资源R1、R2。假设占用：P1（R2）andP2（R1）申请：P1（R1）andP2（R2）结果：P1、P2永久等待（死锁）Compet