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进程的同步与通信VIP免费

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第 3 章 进程的同步与通信3.1 基本点、重点和难点在多道程序系统中,程序的执行失去了封闭性和再现性,程序的运行具有不确定性,这是我们所不希望看到的。如果多道程序系统中程序的执行不加控制,程序的每次执行就可能得到不同的结果。如何使多道程序的执行的结果具有再现性和确定性?这就需要通过进程间的同步和互斥来实现,将原来无序的、不确定的程序的执行转换为有序的、确定的执行。解决同步和互斥问题最常用的方法就是信号量的方法,通过在程序中使用 P、V 操作达到同步和互斥的目的。在使用信号量和 P、V 操作时,很多学生觉得无从下手,感到困惑。这主要是因为他们对进程的本质理解还不够深入、对多道程序设计的原理还不够清楚、对信号量的含义还不够明白造成的。但这部分内容又是各类考试的必考点。本章有很多经典问题,其解题的方法和答案在很多资料上都可以见到。但这些解题的结果是专家们长期精炼而成的,初学者在开始时不可能得到这样的结果。对于初学者而言,迫切想知道的已不单是解题的结果,而是问题解决的思考和分析过程。为此,本章中对一些问题的解答给出了详细的分析过程。3.1.1 进程的同步和互斥的概念1. 同步(Synchronization)相互合作的进程需要在某些点上协调,先到达某点的进程需要等待后到达的进程,进程间的这种协调关系叫同步。2. 互斥(Mutex)互斥是一种特殊的同步方式。当多个进程需要使用相同的资源,而此资源在任一时刻却只能供一个进程使用,获得资源的进程可以继续执行,没有获得资源的进程必须等待。进程间的这种相互排斥关系叫互斥。3. 临界资源与临界区(Critical Resource and Critical Section)临界资源是一次只允许一个进程使用的资源。临界区是在进程中操作临界资源的程序段。3.1.2 锁操作法实现互斥1. 基本思想实现互斥的基本思想是使多个进程不能同时进入临界区。给每个临界资源分配一个锁:锁打开时,进程进入临界区,将锁关闭,开始操作临界资源,离开临界区时,将锁打开;锁关闭时,需要进入临界区的进程要等待。2. 操作锁的步骤(1) 确定临界资源;(2) 确定临界区;(3) 确定锁个数;(4) 设置锁操作。3.1.3 信号量与 P、V 操作1. 信号量的引入1965 年,荷兰学者 Dijkstra 提出的信号量机制是一种卓有成效的进程同步工具。在长期且广泛的应用中,信号量机制得到了很大的发展:它从整型信号量经记录型信号量,进而发展为“信号量集”机制。现在的信号量机制已被广泛的应...

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