操作系统 国家精品课程配套教材 教学课件 罗宇 文艳军 4.2同步与互斥实现方法.ppt

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1、第八讲同步与互斥高级实现方法目的与要求：掌握信号量机制及使用它解决进程同步互斥问题的方法。重点与难点：信号量实现及使用。作业：4，64.2.3信号量信号量机构：“信号量”、“P、V操作”。信号量s为一整型变量：P(s):Whiles≤0；空操作s=s-1；V（s）：s=s+1；P、V操作是两条原语，即保证P、V操作对变量S的访问是互斥操作。一.原语概念与实现原语：指完成某种功能且不被分割或不被中断执行的操作序列。原语可通过硬件实现不可中断性；或通过实现临界段的元方法达到不被中断。实现临界段的元方法:屏蔽

2、中断(只用于单机)加硬锁。下面我们用屏蔽中断方法实现P（s）和V（s）的原子性。P（s）{disableInterrupt();while（s≤0）{enableInterrupt();disableInterrupt();}；s=s-1；enableInterrupt();}V（s）{disableInterrupt();s=s+1；enableInterrupt();}二、信号量的使用(互斥与同步)互斥：用于n个进程的临界段互斥，n进程共享一个信号量mutex,初值为1，任一进程Pi的结构为：P(m

3、utex)V(mutex)临界段非临界段do{}while（1）同步：有P1、P2两进程，必须在P1执行完S1语句后，P2才能执行S2。需同步的两进程共享信号量synch，初值为0。ParbeginP2():{P1():{……S1;V(synch);……};……P(synch);S2;……};Parend;操作系统实现信号量时与进程调度相结合，消除忙等待现象。原则是：在P操作循环等待的地方加入放弃处理机/挂入等待队列动作，在V操作时，从等待队列中摘取进程变为就绪态。（P、V原语本身的互斥操作通过屏敝中断

4、或为信号量加硬锁实现）三.信号量的具体实现1、信号量定义typedefstruct{intvalue；structprocess*L;}semaphore；2、P操作P(s):s.Value=s.value–1;Ifs.value<0then保存现场，将本进程挂入s.L队列，重新调度。3、V操作V（s):s.value:=value+1Ifs.value≤0then从s.L队列取一进程，挂入就绪队列。