操作系统--进程间同步

1.1 进程同步机制

(1) 原子操作:所谓原子操作,就是该操作绝不会在执行完毕前被任何其他任务或事件打断,也就说,它是最小的执行单位,不可能有比它更小的执行单位。原子操作需要硬件的支持,因此是架构相关的。

(2) 信号量:信号量sem是一整数,当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意,信号量的值仅能由PV操作来改变。

P(S):(1)将信号量S的值减1,即S=S-1 (2)如果S>=0,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。

V(S):(1)将信号量S的值加1,即S=S+1;(2)如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。

(3) 自旋锁:自旋锁最多只能被一个内核任务持有,如果一个内核任务试图请求一个已经被持有的自旋锁,那么这个任务就会一直循环——旋转——等待锁重新可用。自旋锁在内核中主要用来防止多处理器中并发访问临界区,防止内核抢占造成的竞争。无论是互斥锁,还是自旋锁,在任何时刻,最多只能有一个保持者,也就说,在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁,如果资源已经被占用,资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。

(4) 管程:将共享资源的数据结构以及对共享变量能够进行的所有操作集中在一个模块中。每次只允许一个进程访问管程内资源。管程内部有进程等待队列,以及等待和唤醒操作,队列称之为条件队列。当进入管程的进程因资源被占用等原因不能继续运行时,进程进入条件队列,并释放管程互斥权。当管程的另一进程释放与某条件变量相关的资源时,唤醒在该条件上等待的一个进程。

(5) 会合:一个进程可以有许多入口,一个入口对应一段程序,一个进程可以调用另一个进程的入口。当一个进程调用另一个进程的入口,而且被调用的进程已准备好接受这个调用时,会合就发生了。当调用者发出调用请求时,被调用的进程未准备接受这个调用时,则调用者等待;反之,当被调用者准备接受调用,而当前尚无调用者时,则被调用者等待。即先到达会合处等待后到达者。当多个进程调用同一个进程的同一个入口时,被调用者按先来先服务(FCFS)的次序接受调用。入口处可以携带调用参数,还可以有返回参数,以实现信息的交换。被调用者可以选择会合的入口。

(6) 分布式系统

1.2 线程同步机制

(1) 事件(Event):一个事件有两种状态:激发状态和未激发状态。也称有信号状态和无信号状态。事件又分两种类型:手动重置事件和自动重置事件。手动重置事件被设置为激发状态后,会唤醒所有等待的线程,而且一直保持为激发状态,直到程序重新把它设置为未激发状态。自动重置事件被设置为激发状态后,会唤醒“一个”等待中的线程,然后自动恢复为未激发状态。

(2) 临界区(Critical Section):通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问,如果有多个线程试图访问公共资源,那么在有一个线程进入后,其他试图访问公共资源的线程将被挂起,并一直等到进入临界区的线程离开,临界区在被释放后,其他线程才可以抢占。

(3) 互斥器(Mutex):采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限,因为互斥对象只有一个,所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享,还能实现不同应用程序的公共资源安全共享。

(4) 信号量(Semaphore):它允许多个线程在同一时刻访问同一资源,但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。

时间: 2024-11-05 01:59:28

操作系统--进程间同步的相关文章

一个进程间同步和通讯的 C# 框架

转自原文 一个进程间同步和通讯的 C# 框架 threadmsg_demo.zip ~ 41KB    下载 threadmsg_src.zip ~ 65KB    下载 0.背景简介 微软在 .NET 框架中提供了多种实用的线程同步手段,其中包括 monitor 类及 reader-writer锁.但跨进程的同步方法还是非常欠缺.另外,目前也没有方便的线程间及进程间传递消息的方法.例如C/S和SOA,又或者生产者/消费者模式中就常常需要传递消息.为此我编写了一个独立完整的框架,实现了跨线程和跨

进程间同步(1)——条件变量和互斥量

1. 概述 条件变量和互斥量是最基本的同步形式,总是用于同步同一个进程的各个线程间同步. 当把条件变量或互斥量放在共享内存区时,可用于进程间同步. 同样的情况还有读写锁,它们都是随进程的持续性.   2.互斥锁 互斥锁指代相互排斥,用于保护临界区.多个线程和多个进程分享的共享数据. 静态初始化:static pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 动态初始化:互斥锁是动态分配的,pthread_mutex_init(&mutex);初始

一起talk C栗子吧(第一百回:C语言实例--使用信号量进行进程间同步与相互排斥一)

各位看官们.大家好,上一回中咱们说的是进程间同步与相互排斥的样例,这一回咱们说的样例是:使用信号量进行进程间同步与相互排斥. 闲话休提,言归正转.让我们一起talk C栗子吧! 看官们,信号量是由著名计算机科学家迪杰斯特拉(Dijkstra)提出的一种概念,专门用来解决进程间同步与相互排斥.在他提出的概念中信号量是一个非负整数值. 信号量的操作仅仅能有两种原子操作: 等待信号; 发送信号. "什么是原子操作呢?"台下有看官在提问.原子操作就是指某个动作在运行时不能被其他动作中断,它会一

进程间同步---system v ipc 对象信号灯集

一.信号灯简介 Linux支持System V的信号灯(semaphore),是一种进程间通信的方式,只不过它和管道.FIFO或者共享内存不一样,信号灯主要用于同步或者互斥对共享资源的访问,它的发明来源于火车运行系统中的"信号灯",利用信号灯可以实现"PV"操作这种进程间同步进制.P操作时获得资源,将信号灯的值减1,如果结果不为负则执行完毕,进程获得资源,否则进程睡眠以等待的进程释放;V操作则是释放资源,给信号灯的值加1, 唤醒一个因执行P操作而等待的进程. 二.信

linux信号量之进程间同步

概念 linux信号量:允许多个线程同时进入临界区,可以用于进程间的同步. 和互斥锁(mutex)的区别:互斥锁只允许一个线程进入临界区. 所在头文件:semaphore.h 主要函数 初始化函数 int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value) sem:要初始化的信号量 pshared:此信号量是在进程间共享还是线程间共享 value:信号量的初始值 删除函数 int sem_destroy(sem_t *sem) sem:要销

操作系统 进程间的通信 之 信号 消息队列 共享内存 浅析

[几个易混淆的相关概念] 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:在一段时间内只允许一个进程访问的资源. 临界区:每个进程中访问临界资源的那段代码. [进程通信] 现在常用的进程间通信方式有信号.信号量.消息队列.共享内存.通信,是一个广义的意义,不仅仅指传递一些 message.进程通信就是指不同进程之间进程数据共享和数据交换. [信号和信号量] 信号和信号量是不同的,他们虽然都可用来实现同步和互斥,但信号是

linux 进程间同步互斥

参考链接: https://www.oschina.net/code/snippet_237505_8646 http://www.cnblogs.com/xilentz/archive/2012/11/13/2767317.html 互斥: http://blog.csdn.net/szkbsgy/article/details/50458641

信号量用于线程或进程间同步

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <string.h> #include <sys/syscall.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <errno.h> #include <semaphore.h> #ifndef T_DESC

C# 进程间共享内存通信方式

从别处看到一篇文章做进程间通信很好使,唯一的问题是,需要注意using的用法,Using有个用法3, using 语句允许程序员指定使用资源的对象应当何时释放资源.using 语句中使用的对象必须实现 IDisposable 接口.此接口提供了 Dispose 方法,该方法将释放此对象的资源. ①可以在 using 语句之中声明对象.     Font font2 = new Font("Arial", 10.0f);     using (font2)     {         /