进程同步的四种方式
进程同步:控制多个进程按一定顺序执行;
1. 临界区
对临界资源进行访问的那段代码称为临界区。为了互斥访问临界资源,每个进程在进入临界区之前,需要先进行检查。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。
2. 同步与互斥
同步:多个进程因为合作产生的直接制约关系,使得进程有一定的先后执行关系。
互斥:多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区。互斥对象只有一个,只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限。3. 信号量
信号量(Semaphore)是一个整型变量,可以对其执行 down 和 up 操作,也就是常见的 P 和 V 操作。
down : 如果信号量大于 0 ,执行 -1 操作;如果信号量等于 0,进程睡眠,等待信号量大于 0;
up :对信号量执行 +1 操作,唤醒睡眠的进程让其完成 down 操作。
down 和 up 操作需要被设计成原语,不可分割,通常的做法是在执行这些操作的时候屏蔽中断。
如果信号量的取值只能为 0 或者 1,那么就成为了互斥量(Mutex) ,0 表示临界区已经加锁,1 表示临界区解锁。
使用信号量实现生产者-消费者问题(代码看一下)4. 管程
管程可以看做一个软件模块,它是将共享的变量和对于这些共享变量的操作封装起来,形成一个具有一定接口的功能模块,进程可以调用管程来实现进程级别的并发控制。
管程有一个重要特性:在一个时刻只能有一个进程使用管程。进程在无法继续执行的时候不能一直占用管程,否则其它进程永远不能使用管程。
管程引入了 条件变量 以及相关的操作:wait() 和 signal() 来实现同步操作。对条件变量执行 wait() 操作会导致调用进程阻塞,把管程让出来给另一个进程持有。signal() 操作用于唤醒被阻塞的进程。