操作系统 200314

1. 互斥和同步的关系？

指散布在不同进程之间的若干程序片断，当某个进程运行其中一个程序片段时，其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段，只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。如果用对资源的访问来定义的话，互斥某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

指在不同进程之间的若干程序片断，它们的运行必须严格按照规定的某种先后次序来运行，这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。如果用对资源的访问来定义的话，同步是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。

实现同步和互斥的方式：

• 临界区：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。
• 互斥量：为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。
• 信号量：为控制一个具有有限数量用户资源而设计。
• 事 件：用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。

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2. 死锁产生的条件？

• 互斥条件 (Mutual exclusion)：资源不能被共享，只能由一个进程使用。
• 请求与保持条件 (Hold and wait)：已经得到资源的进程可以再次申请新的资源。
• 非抢占条件 (No pre-emption)：已经分配的资源不能从相应的进程中被强制地剥夺。
• 循环等待条件 (Circular wait)：系统中若干进程组成环路，该环路中每个进程都在等待相邻进程正占用的资源。

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3. 信号量的 PV 实现？

struct  semaphore {
  
  int count;
  queueType queue;
};
 
// P操作，进程请求分配一个资源
void semWait(semaphore s){
  s.count--;
  if(s.count < 0){
    /*把当前进程插入队列*/
    /*阻塞当前进程*/
  }
}
 
// V操作，进程释放一个资源
void semSignal(semaphore s){
  s.count++;
  if(s.count <= 0){
    /*把进程p从队列中移除*/
    /*把进程p插入就绪队列*/
  }
  
}

总结：V 原语操作的本质在于：一个进程使用完临界资源后，释放临界资源，使 S 加 1，以通知其它的进程，这个时候如果 S<=0，表明有进程阻塞在该类资源上，因此要从阻塞队列里唤醒一个进程来 “转手” 该类资源；如果资源数 count>0，代表阻塞队列没有进程阻塞，就不需要唤醒操作。

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4. 生产者消费者的代码实现？

semaphore s = 1;           // 临界区互斥信号量
semaphore empty = n;           // 空闲缓冲区
semaphore full = 0;            // 满缓冲区

void producter(){
  while(true){
    semWait(empty);
    semWait(s);
    /*把数据送到缓冲区*/
    semSignal(s);
    semSignal(full);
  }
}
 
void consumer(){
  while(true){
    semWait(full);
    semWait(s);
    /*从缓冲区取出数据*/
    semSignal(s);
    semSignal(empty);
  }
}

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来源：CSDN

作者：温柔的谢世杰

链接：https://blog.csdn.net/qq_33945246/article/details/104727795