操作系統(tǒng)中進(jìn)程同步介紹

進(jìn)程同步

動(dòng)畫(huà)展示，臨界區(qū)的資源，在某個(gè)時(shí)刻，只能有一個(gè)進(jìn)程在使用。

臨界資源

一旦有對(duì)資源的共享，就必然涉及競(jìng)爭(zhēng)限制。

臨界資源用來(lái)表示一種，公共資源或者說(shuō)是共享數(shù)據(jù)，可以被多個(gè)線程使用。

但是每一次，只能有一個(gè)線程使用它。一旦臨界資源被占用，其他線程，要想使用這個(gè)資源，就必須等待。

進(jìn)程同步的主要任務(wù)是，對(duì)多個(gè)相關(guān)進(jìn)程，在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使并發(fā)執(zhí)行的諸進(jìn)程之間，能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行，具有可再現(xiàn)性。

臨界區(qū)

有了臨界資源的概念，就很容易理解臨界區(qū)的概念。在程序中，所有的操作，都是通過(guò)代碼執(zhí)行的，訪問(wèn)臨界資源的那段代碼就是臨界區(qū)

處理競(jìng)爭(zhēng)或者合作依賴導(dǎo)致的制約

空閑讓進(jìn)：對(duì)于臨界資源，如果空閑沒(méi)有被使用，誰(shuí)來(lái)了之后都可以使用

忙則等待：如果臨界資源正在被使用，那么其他后來(lái)者就需要進(jìn)行等待。

有限等待：要求訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程，應(yīng)保證有限時(shí)間內(nèi)，能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，自己不能傻傻的等

讓權(quán)等待：如果無(wú)法進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)立即釋放處理機(jī)，而不能占著CPU死等，你死等就算了，別人卻也不能用了。

鎖

鎖就是對(duì)資源施加控制，鎖指的是一種控制權(quán)。

當(dāng)進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，我們稱之為獲得鎖，獲得鎖之后就可以訪問(wèn)臨界資源。

其他線程想要進(jìn)入臨界區(qū)，也需要先獲得鎖。

當(dāng)前線程結(jié)束后，將會(huì)釋放鎖，別的線程就可以獲取這個(gè)資源的鎖。

死鎖

鎖表示一種控制權(quán)，對(duì)臨界資源的訪問(wèn)權(quán)限。

下面動(dòng)畫(huà)展示，兩個(gè)小人，都要使用資源1和資源2，才能達(dá)到對(duì)面。左邊小人戰(zhàn)友資源1，右邊小人占有資源2。他們占有當(dāng)前資源，再去獲取對(duì)方的資源時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生死鎖的情況。

如果臨界資源不止一個(gè)，就可能出現(xiàn)：需要先后訪問(wèn)兩種臨界資源A和B，thread1獲得了A線程的鎖之后，等待獲得B的鎖，但是thread2獲得了資源B的鎖，在等待A資源的鎖，這就出現(xiàn)了互相等待的情況。

解決方案

AND型信號(hào)量機(jī)制就是用于解決這種多共享資源下的同步問(wèn)題的。

將進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，需要的所有資源，一次性全部地分配給進(jìn)程，待進(jìn)程使用完后再一起釋放。

只要尚有一個(gè)資源未能分配給進(jìn)程，其它所有可能為之分配的資源，也不分配給它。

也就是對(duì)，若干個(gè)臨界資源的分配，采取原子操作方式：要么把它所請(qǐng)求的資源全部分配到進(jìn)程，要么一個(gè)也不分配。