進程同步與互斥應(yīng)用例子

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1、進程同步與互斥例題進程互斥進程互斥：并發(fā)進程之間相互競爭臨界資源的排他性關(guān)系。解題步驟：確定臨界資源及個數(shù)；確定進程的關(guān)鍵工作步（使用臨界資源的）；確定信號量的初值(臨界資源的個數(shù))；寫出偽代碼。使用P(wait)操作和V(signal)操作對進程互斥進行控制。例1：過獨木橋。進程的互斥P1P2{{由西向東過獨木橋；由東向西過獨木橋；}}P1P2分析：進程P1、P2因競爭獨木橋這個資源而成為互斥關(guān)系。設(shè)：信號量m表示獨木橋資源，初值為1表示資源可用。intm=1;cobeginp1()//p2()coend進程的互斥p1(){P(m)；通過

2、獨木橋；V(m)；}p2(){P(m)；通過獨木橋；V(m)；}練習(xí)：過十字路口（單道）。進程的互斥P1P2P3P4{{{{通過路口；通過路口；通過路口；通過路口；}}}}P2P3P4P1分析：進程P1、P2、P3、P4因競爭十字路口這個資源而成為互斥關(guān)系。設(shè)：信號量m表示十字路口資源，初值為1表示資源可用。intm=1;cobeginp1()//p2()//p3()//p4()coend進程的互斥p1(){P(m)；通過路口；V(m)；}p2(){P(m)；通過路口；V(m)；}p3(){P(m)；通過路口；V(m)；}p4(){P(m)

3、；通過路口；V(m)；}有一個閱覽室，共有100個座位。讀者進入閱覽室時必須在入口處進行登記；離開閱覽室時必須進行注銷。試用PV操作描述讀者進入/離開閱覽室的同步與互斥關(guān)系。Reader進程{登記進入閱覽室讀書離開閱覽室注銷}進程的互斥分析：在入口和出口處讀者應(yīng)該互斥進行登記和注銷，100個座位，100個互斥資源設(shè)置信號量教室內(nèi)空座位數(shù)量，seat，初值100為入口處進行登記設(shè)置互斥信號量Sin，初值1，表示當前可用為出口處進行注銷設(shè)置互斥信號量Sout，初值1，表示當前可用beginSin,Sout,seat：semaphore;seat

4、:=100;Sin:=1;Sout:=1;cobeginprocessReader-i(i=1,2,…,n);beginP(seat);P(Sin);登記;V(Sin);進入閱覽室;讀書;離開閱覽室;P(Sout);注銷;V(Sout);V（seat）;endcoend;end;問題若有一售票廳只能容納300人，當少于300人時，可以進入。否則，需在外等候，若將每一個購票者作為一個進程，請用P、V操作編程。例2：讀寫數(shù)據(jù)庫。某數(shù)據(jù)庫有一個寫進程、多個讀進程，它們之間讀、寫操作的互斥要求是：寫進程運行時，其他讀、寫進程不能對數(shù)據(jù)庫進行操作。

5、讀進程之間不互斥，可以同時讀數(shù)據(jù)庫。請用信號量及PV操作描述這一組進程的工作過程。（讀者-寫者問題）進程的互斥數(shù)據(jù)庫寫者讀者寫者讀者{{寫數(shù)據(jù)庫；讀數(shù)據(jù)庫；}}分析：寫進程writer、讀進程reader因競爭數(shù)據(jù)庫這個資源而成為互斥關(guān)系。因為寫進程執(zhí)行時，不能執(zhí)行其他讀寫進程，所以還必須設(shè)置一個計數(shù)器統(tǒng)計讀進程的個數(shù)。如果是第一個讀進程，就與寫進程競爭數(shù)據(jù)庫。如果是最后一個讀進程，就釋放數(shù)據(jù)庫。因計數(shù)器是一個臨界資源，所以多個讀進程對計數(shù)器的操作又是互斥操作。設(shè)：信號量rmutex表示數(shù)據(jù)庫資源，初值為1表示資源可用；wmutex表示計數(shù)

6、器count資源，初值為1表示可用。intrmutex=1，wmutex=1;cobeginreader()//writer()coend進程的互斥小結(jié)進程互斥：進程之間要競爭臨界資源。信號量表示臨界資源是否可用，或臨界資源的數(shù)量。信號量的個數(shù)與臨界資源的個數(shù)一致。對同一個信號量的PV操作要在同一個進程中完成。P操作：進入臨界區(qū)前V操作：離開臨界區(qū)后進程的互斥進程同步進程同步：并發(fā)進程之間相互合作，完成一項工作，它們之間有一定的時序關(guān)系。解題步驟：確定進程的個數(shù)及每個進程的工作；確定關(guān)鍵工作步（需要控制的）；確定信號量表示的含義，當信號量的

7、值為0時，表示期望的消息尚未產(chǎn)生；當信號量的值非0時，表示期望的消息已經(jīng)存在。寫出偽代碼。在同步關(guān)系的控制中，同一信號量的P(wait)、V(signal)操作成對出現(xiàn)，但它們分別在不同的進程代碼中。例1：假設(shè)有三個并發(fā)進程P，Q，R，其中P負責(zé)從輸入設(shè)備上讀入信息并傳送給Q，Q將信息加工后傳送給R，R則負責(zé)將信息打印輸出。進程P、Q共享一個緩沖區(qū)，進程Q、R共享另一個緩沖區(qū)。進程的同步3個進程P、Q、RP進程：從輸入設(shè)備上讀入信息將信息放入緩沖區(qū)1Q進程：從緩沖區(qū)1取出信息將信息放入緩沖區(qū)2中R進程：從緩沖區(qū)2取出信息將信息打印輸出確定進

8、程的同步、互斥關(guān)系同步：P當緩存區(qū)1無數(shù)據(jù)時，才可以向緩沖區(qū)1寫入信息同步：Q當緩存區(qū)1有數(shù)據(jù)時，才可以從緩沖區(qū)1讀取信息同步：Q當緩存區(qū)2無數(shù)據(jù)時，才可以向緩沖區(qū)2寫入信息同步