进程同步的一些概念复习。

今天药忘吃喽~ 2022-09-11 12:19 122阅读 0赞

## 进程同步 ##

> 我们把异步环境下的一组并发进程因直接制约而互相发送消息、进行互相合作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的同步。具有同步关系的一组并发进程称为合作进程，合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。  
> 如果我们对一个消息或事件赋以唯一的消息名，则我们可用过程 wait (消息名) 表示进程等待合作进程发来的消息，而用过程 signal (消息名) 表示向合作进程发送消息。

## 临界区 ##

> 每个进程中访问临界资源的那段代码。

## 进程互斥 ##

> 诸进程不能同时进入访问同一临界资源的临界区

## 临界资源 ##

> 一次仅允许一个进程访问的资源叫做临界资源

## 原语 ##

> 操作系统用语范畴。  
> 是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程。  
> primitive or atomic action 是由若干个机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序，具有不可分割性.即原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断

## 线程 ##

> 线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes)，但轻量进程更多指内核线程(kernel thread)，而把用户线程(user thread)称为线程。  
> 线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以为操作系统内核调度的内核线程，如Win32线程;由用户进程自行调度的用户线程，如Linux平台的POSIX Thread;或者由内核与用户进程，如Windows 7的线程，进行混合调度。  
> 同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack)，自己的寄存器环境(register context)，自己的线程本地存储(thread-local storage)。  
> 一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。  
> 在多核或多CPU，或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见，即提高了程序的执行吞吐率。在单CPU单核的计算机上，使用多线程技术，也可以把进程中负责I/O处理、人机交互而常被阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行，编写专门的workhorse线程执行密集计算，从而提高了程序的执行效率。

## 管程 ##

> 管程 (英语:Monitors，也称为监视器) 是一种程序结构，结构内的多个子程序(对象或模块)形成的多个工作线程互斥访问共享资源。这些共享资源一般是硬件设备或一群变量。  
> 管程实现了在一个时间点，最多只有一个线程在执行管程的某个子程序。与那些通过修改数据结构实现互斥访问的并发程序设计相比，管程实现很大程度上简化了程序设计  
> 系统中的各种硬件资源和软件资源，均可用数据结构抽象地描述其资源特性，即用少量信息和对资源所执行的操作来表征该资源，而忽略了它们的内部结构和实现细节。  
> 利用共享数据结构抽象地表示系统中的共享资源，而把对该共享数据结构实施的操作定义为一组过程。

> 有上述定义可知，管程由四部分组成:
> 
> 1.管程的名称;
> 
> 2.局部于管程内部的共享数据结构说明;
> 
> 3.对该数据结构进行操作的一组过程;
> 
> 4.对局部于管程内部的共享数据设置初始值的语句。
> 
> 局部于管程的数据结构，只能被局部于管程的过程所访问，任何管程之外的过程都不能访问它;反之，局部于管程的过程也只能访问管程内的数据结构。由此可见，管程相当于围墙，它把共享变量和对它进行操作的若干个过程围了起来，所有进程要访问临界资源时，都必须经过管程才能进入，而管程每次只允许一个进程进入管程，从而实现了进程的互斥(方法是通过调用特定的管程入口进入管程，然后通过管程中的一个过程使用临界资源。当某进程通过调用请求访问某临界资源而未能满足时，管程调用相应同步原语使该进程等待，并将它排在等待队列上。当使用临界资源的进程访问完该临界资源并释放后，管程又调用相应的同步原语唤醒等待队列中的队首进程。为了表示不同的等待原因，设置条件变量，条件变量是与普通变量不同的变量，条件变量不能取任何值，只是一个排队栈。)。

> 管程的条件变量:条件变量是在管程内部的数据结构,且只有在管程内才能被访问,它对管程内所有过程是全局的,只能通过wait(),signal()两个操作访问。wait():挂起调用进程并释放管程,直至另一进程在条件变量上执行signal()。signal():如果有其他进程因对条件变量执行wait()而被挂起,便释放之,如果没有进程等待,则信号被忽略,不保存。

## 可重入编码 ##

> 可重入代码(Reentry code)也叫纯代码(Pure code)是一种允许多个进程同时访问的代码。 为了使各进程所执行的代码完全相同，故不允许任何进程对其进行修改。程序在运行过程中可以被打断，并由开始处再次执行，并且在合理的范围内(多次重入，而不造成堆栈溢出等其他问题)，程序可以在被打断处继续执行，且执行结果不受影响。

## wait（）消息 ##

![这里是引用][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA6LaFQeeahOWkp-WPlA_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## signal（）消息 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA6LaFQeeahOWkp-WPlA_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
以上来源百度

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