Linux PV操作实验：进程同步与互斥

"该资源是一个关于操作系统实验的介绍，特别是关注PV操作的实现，通过Linux的信号量来完成进程同步。实验内容包括进程的基本操作，如fork()、wait()、exit()和getpid()，以及利用lockf()系统调用来实现进程的控制和同步。" 在操作系统中，PV操作（P操作和V操作）是荷兰计算机科学家Edsger W. Dijkstra提出的信号量机制的一部分，用于解决进程间的同步和互斥问题。PV操作是基于两个原子操作： 1. P操作（Procedure，或Wait，申请）：当进程需要访问临界资源时，它会执行P操作。这个操作会减小信号量的值，如果减后值小于0，那么进程将被阻塞并放入等待队列，直到信号量的值变大；如果减后值大于等于0，则进程可以继续执行。 2. V操作（Procedure，或Signal，释放）：当进程完成对临界资源的访问后，它会执行V操作。这个操作会增加信号量的值，如果增加后值小于或等于0，那么会唤醒等待队列中的一个进程，使其恢复执行；如果增加后值大于0，则没有进程被唤醒。 在Linux中，可以使用内核提供的信号量机制来模拟PV操作。信号量是一种同步原语，它可以是整数值，可以被多个进程共享。在实验中，学生将学习如何利用Linux的信号量API来实现PV操作，从而达到进程间的同步。 实验中提到的其他知识点包括： - 进程控制：通过fork()函数创建新进程，新进程与父进程具有相似的环境，但拥有独立的进程ID。wait()函数用于父进程等待子进程结束，exit()函数则是子进程结束自身执行并释放资源。getpid()函数获取当前进程的PID。 - lockf()函数用于文件锁定，它可以实现进程之间的同步与互斥。当一个进程对文件的特定区域加锁（lockf(fd, 1, size)），其他试图在同一区域加锁的进程会被阻塞，直到原始进程解锁（lockf(fd, 0, size)）。 通过这些实验，学生可以深入理解进程的生命周期管理、同步机制以及如何在实际操作中应用这些概念，这对于理解操作系统的工作原理至关重要。在实践中，学生将能够编写和调试涉及进程控制和同步的程序，增强其在操作系统层面的问题解决能力。