九章节进程同步与通信.PPT
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1、第九讲 进程同步与通信,目的与要求:掌握信号量解决进程同步互斥问题的方法,掌握进程通信的基本实现方法。 重点与难点:信号量的典型应用,通信实现。 作业:15,16,17。,4.2.5 进程同步与互斥举例 一、有限缓冲区问题 问题描述:设有n个缓冲区,一组生产者进程往缓冲区写数据,一组消费者进程从缓冲区取数据,写取都以一个缓冲区为单位。 说明: 将缓冲池看做是共享数据,对缓冲区的 操作必须是互斥操作。 如果n个缓冲区全满,生产者进程必须 等待。 如果缓冲区全空,消费者进程必须等待。,有限缓冲区的生产者/消费者问题(生产者和消费者共享一个产品缓冲池)。,共享N个缓冲区,P1 P2 Pm C1 C2
2、 Cn,生产者,消费者,缓冲池,解:设置以下信号量 mutex,初值为1,控制互斥访问缓冲池。 full,初值为0,表示当前缓冲池中满缓冲区数,用于同步。 empty,初值为n,表示当前缓冲池中空缓冲区数,用于同步。 有限缓冲区生产者/消费者进程描述如下: type item= ; var buffer= ; full,empty,mutex:semaphor; nextp,nextc:item; begin full:=0; empty:=n; mutex:=1;,P(empty); P(mutex); add nextp to buffer; V(mutex); V(full); unti
3、l false; end;,Parbegin Producer: begin repeat produce an item in nextp; ., consume the item in nextc; until false; end; Parend;,consumer:begin repeat P(full); P(mutex); remove an item from buffer to nextc 释放缓冲区 V(mutex); V(empty);,若存在一共享数据A,那些对它进行读访问者叫Reader,对它进行写访问者叫做Writer。 第一类Reader/ Writer问题: Re
4、ader和Writer争夺访问共享数据A时,Reader有较高优先数。 表现在:除了某个Writer正在访问数据之外,任何情况下Reader欲访问数据均可以直接进行访问。,二、Readers/Writers问题,该问题可具体描述为: 1.如果当前无人访问数据,则Reader/ Writer欲访问即可访问。 2.如果已存在一个Reader正在访问数据,其他欲访问Reader可马上访问(这体现Reader有较高优先权);而欲访问的Writer必须等待。 3.若某个Writer正访问数据,则欲访问的Reader/ Writer都必须等待。,(续) 4.当最后一个结束访问数据的Reader发现有Wri
5、ter正在等待时,则将其中一个唤醒。 5.当某个Writer结束访问时,若只有Writer在等待,则唤醒某个Writer,若既有Writer也有Reader;则按FIFO或某它原则唤醒一个Writer或所有Reader。,Reader的一般结构为: P(mutex); readcount:=readcount+1; If readcount=1 then P(wrt); V(mutex); 读数据A P(mutex); readcount:= readcount-1; If readcount=0 then V(wrt); V(mutex);,Writer的一般结构为: P(wrt); 写数据
6、A V(wrt);,三、哲学家就餐问题 问题描述:五个哲学家五只筷子,哲学家循环做着思考和吃饭的动作,吃饭程序是:先取左边筷子,再取右边筷子,再吃饭,再放筷子。,实现:为每个筷子设一把锁(信号量,初值为1)每个哲学家是一个进程。共享数据结构为: Var Chopstick;array 0,4of semaphore; 第i个进程描述为(i=0, ,4) repeat P(chopsticki); P(chopstick(i+1)mod 5); 吃 V(chopsticki); V(Chopstick(i+1)mod 5; 思考 until false;,(这可能导致死锁),4.3 进程通信 两
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- 章节 进程 同步 通信
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