《进程管理》PPT课件

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1、第二章   进程管理(2)第二章   进程管理(2)2.4进程同步2.5管程机制2.6进程通信2.4进程的同步在多道程序系统中，由于资源共享或进程合作，使进程间形成间接相互制约和直接相互制约关系，这需要用进程互斥与同步机制来协调两种制约关系。进程同步的主要任务是使并发执行的进程间有效的共享资源和相互合作，进程的同步机制──信号量及P.V操作（解决进程同步互斥问题）直接作用(相互合作）：进程间的相互联系是有意识的安排的，直接作用只发生在相交进程间间接作用（资源共享）：进程间要通过某种中介发生联系，是无意识安排的，可发生在相交进程之间，也

2、可发生在无关进程之间1.进程间的关系相互感知程度交互关系一个进程对其他进程的影响相互不感知(完全不了解其它进程的存在)竞争(competition)一个进程的操作对其他进程的结果无影响间接感知(双方都与第三方交互，如共享资源)通过共享进行协作一个进程的结果依赖于从其他进程获得的信息直接感知(双方直接交互，如通信)通过通信进行协作一个进程的结果依赖于从其他进程获得的信息2.进程的同步（直接作用）指系统中多个进程中发生的事件存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。具体说，一个进程运行到某一点时要求另一伙伴进程为它提供消息，在未获

3、得消息之前，该进程处于等待状态，获得消息后被唤醒进入就绪状态由于各进程要求共享资源，而有些资源需要互斥使用，因此各进程间竞争使用这些资源，进程的这种关系为进程的互斥。临界资源：系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源或互斥资源或共享变量3.进程的互斥（间接作用）4.基本概念进程互斥：指在多道程序环境下，每次只允许一个进程对临界资源进行访问。进程同步：指多个相关进程在执行次序上的协调。临界资源:一次仅供一个进程使用的资源。在进程中涉及到临界资源的程序段叫临界区多个进程的临界区称为相关临界区5.使用互斥区的原则空闲让进

4、：当无进程在互斥区时，任何有权使用互斥区的进程可进入忙则等待：不允许两个以上的进程同时进入互斥区有限等待：任何进入互斥区的要求应在有限的时间内得到满足让权等待：处于等待状态的进程应放弃占用CPU，以使其他进程有机会得到CPU的使用权使用互斥区的原则：前提：任何进程无权停止其它进程的运行进程之间相对运行速度无硬性规定进程互斥的解决有两种做法:由竞争各方平等协商引入进程管理者，由管理者来协调竞争各方对互斥资源的使用具体方法：硬件（当一个进程进入临界区,就屏蔽所有中断，但成本高）软件（用编程解决，但常常忙等待）6.进程互斥的软件方法通过平等

5、协商方式实现进程互斥的最初方法是软件方法其基本思路是在进入区检查和设置一些标志，如果已有进程在临界区，则在进入区通过循环检查进行等待；在退出区修改标志其中的主要问题是设置什么标志和如何检查标志软件解法的缺点：1.忙等待2.实现过于复杂3.需要高的编程技巧软件解法(1)free:表示临界区标志true:有进程在临界区false:无进程在临界区(初值)....while(free);free=false;临界区free=true;软件解法(2)turn:trueP进入临界区falseQ进入临界区....P:while(nottur

6、n);临界区turn=false;Q:while(turn);临界区turn=true;软件解法(3)pturn,qturn:初值为falseP进入临界区的条件:pturn∧notqturnQ进入临界区的条件:notpturn∧qturnP....Q.....pturn=true;pturn=true;while(qturn);while(pturn);临界区临界区pturn=false;qturn=false;......硬件解法(1)“测试并设置”指令booleanTS(boolean*lock){booleanold;old=

7、*lock;*lock=true;}whileTS(&lock);临界区lock＝false;硬件解法(2)“交换”指令voidSWAP(int*a,int*b){inttemp;temp=*a;*a=*b;*b=temp;}key=true;do{SWAP(&lock,key);}while(key);临界区lock:=false;硬件解法(3)“开关中断”指令进入临界区前执行：执行“关中断”指令离开临界区后执行：执行“开中断”指令7进程的同步机制──信号量及P.V操作（解决进程同步）同步机制：信号量及P、V操作；管程；条件临界域

8、；路径表达式等（用于集中式系统中）会合；通信顺序进程；分布进程；远程过程调用等（适用于分布式系统中）描述能力可以实现效率高使用方便1)同步机制应满足的基本要求2)解决互斥的锁机制实现互斥的一种软件方法是采用锁机制，即提供