进程-PV操作

Posted 2020-10-08 凌潇

在多道程序系统中，进程是并发执行的，这些进程间存在不同的相互制约关系。

一、临界资源

　　进程在运行过程中，一般会与其他的进程共享资源，而有些资源具有排他性。一次只能为一个进程所使用，通常把这种一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源(如：打印机、绘图机、一些进程间共享的变量、缓存区)。进程访问临界资源的那段代码称为临界区，也叫临界段。

　　访问临界资源应遵循如下原则：

1、空闲让进（或有空即进）：当进程处于临界区时，可以允许一个请求进出临界区的进程立即进出自己的临界区。

2、忙则等待（或无空则等）：当已有进程进入临界区时，其他试图进入临界区的进程必须等待。

3、有限等待：对要求访问临界资源的进程，应保证能在有限的时间内进入自己的临界区。

4、让权等待：当进程不能进入自己的临界区时，应释放处理机。

二、同步互斥

1、同步

     同步是合作进程间的直接制约问题。

     进程间的同步是指进程间完成一项任务时直接发生相互作用的关系。

2、互斥

      互斥是申请临界资源进程间的间接制约问题。

      进程互斥是指系统中各进程互斥使用临界资源。

 

三、信号量

      1、定义：一个整型变量，根据控制对象的不同被赋予不同的值。

      2、分类：公用信号量和私用信号量。

      　　公用信号量——实现进程间的互斥，初值为1或资源的数目。

     　　 私用信号量——实现进程间的同步，初值为0或某个正整数。

      3、 信号量的物理意义：

      　　S>=0，表示某资源的可用数；

      　　S<0，则其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。

 

四、P操作

     1、定义：

       S：=S-1

　　若S>=0，则执行P操作的进程继续执行；

　　若S<0，则置该进程为阻塞状态（因为无可以用资源），并将其插入阻塞队列。

     2、操作过程：

　　Procedure（Var S：Semaphore)

　　{

　　　　S--；

　　　　if(S<0)

　　　　{

        　　  阻塞该进程；

　　  　　将该进程插入信号量S的等待队列；

  　　 　　}

　　}

 　　Semphore表示所定义的变量是信号量。

 

五、V操作

     1、定义：

      　　S：=S+1

     　　 若S>0，则执行V操作的进程继续执行；

     　　 若S<=0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，然后执行V操作的进程继续执行。

     2、操作过程：

　　     Procedure V(Var S:Semaphore)

　　　{

　　　　S++;

　　　　if(S <= 0)

　　　　{

   　　　　从信号量的等待队列中取出队首进程；

　　　　  将其插入就绪队列；

　　 　  }

　　　}