"睡觉与叫醒机制是操作系统中进程同步的一种策略，主要应用于解决资源竞争问题。该机制通过让无法获取资源的进程进入睡眠状态，直到资源满足条件时再将其唤醒，以避免进程间的无谓等待，提高系统效率。描述中的代码展示了生产者-消费者问题的经典解决方案，其中生产者负责生产物品并存入缓冲区，消费者负责从缓冲区取出物品消费。当缓冲区满或空时，相应的进程会被迫等待。"
在操作系统中，进程管理是核心功能之一，它包括了进程的基本概念、控制、同步和通信等多个方面。进程可以看作是程序在执行过程中的一个实例，具备独立的执行路径、资源分配和状态转换。在操作系统中，进程的特征主要包括并发性、动态性、异步性和独立性。
2.1 进程的基本概念
- 前趋图(Precedence Graph)是一种用于表示程序段或进程间执行顺序关系的有向无环图，图中的边表示前驱和后继关系，确保了无循环的顺序执行。
2.2 进程控制
- 进程的创建、执行、挂起、恢复和终止等操作构成了进程控制，操作系统通过进程控制块（PCB）来管理和调度进程。
2.3 进程同步
- 进程同步是协调多个进程协同工作的方式，确保它们对共享资源的访问有序进行。"睡觉与叫醒"机制就是一种典型的同步机制，通过wait()和signal()操作（或wake_up()）来协调进程间的状态转换。
2.4 经典进程同步问题
- 生产者-消费者问题是多进程同步的经典案例，描述中的代码模拟了这个场景。生产者在缓冲区满时会等待，消费者在缓冲区为空时也会等待，当条件满足时，使用wakeup()函数唤醒对应的进程。
2.5 管程机制
- 管程是高级的同步原语，提供了一种结构化解决并发问题的方法，它包含了一个互斥区和一组条件变量，使得进程间的通信和同步更加方便和安全。
2.6 进程通信
- 进程间通信（IPC）是进程间交换数据的方式，包括管道、消息队列、信号量、共享内存等机制，用于协调不同进程间的活动。
2.7 线程
- 线程是轻量级的进程，是同一进程中并行执行的逻辑流，共享进程资源，减少了上下文切换的开销，提高了并发性能。
在操作系统中，程序的顺序执行模型强调了程序的静态特性，而并发执行则引入了动态性和不确定性。在单道程序环境下，程序依次执行，而在多道程序系统中，多个程序可以同时存在于内存中，交替占用CPU，这带来了更高的系统资源利用率和响应速度。睡觉与叫醒机制就是在这种并发环境中解决进程间协作的有效工具。
我的内容管理
展开
