操作系统-同步互斥
临界区
访问规则
- 空闲则入
- 忙则等待
- 有限等待
- 让权等待
临界区的实现方法
- 禁用中断:仅适用于单处理器
- 软件方法:忙等待
- 更高级的抽象方法,如(锁,信号量,原子操作指令):单处理器多处理器均可
基本同步方法
信号量
- 经典的生产者消费者问题
管程
改进信号量处理临界区的复杂,P V操作分布于生产者消费者的问题
- 管程是一种多线程互斥访问共享资源的程序结构
- 任意时刻只有一个线程执行管程代码
- 正在管程中的线程可临时放弃管程的互斥访问,等待事件出现再恢复
管程的使用
- 在对象/模块中,收集相关共享数据
- 定义访问共享数据的方法
管程的组成
-
一个锁
- 管理管程代码的互斥访问
-
一个或多个条件变量
- 管理共享数据的并发访问
-
条件变量是管程内部的等待机制
- 进入管程的线程因资源占用而进入等待状态
- 每个条件变量对应一个等待原因,对应一个等待队列
-
wait 操作
- 将自己阻塞进入等待队列
- 唤醒一个等待或释放管程的互斥访问
-
signal 操作
- 将等待队列的一个线程唤醒
- 如果等待队列为空,空操作
管程实现生产者/消费者问题
因为可以放弃访问权限,因此可以将判断放在管程内部
管程可以把PV操作都集中在一个模块,简化降低同步机制的实现难度
哲学家就餐问题
读者/写者问题
读者:只读不修改,可同时
写者:修改,不可同时
读-读允许;读-写互斥;写写互斥