操作系统作业：进程互斥与同步分析

"BIT操作系统作业3 进程的互斥与同步" 这篇文档涉及的是操作系统中的并发控制，重点讨论了进程的互斥与同步问题，以及相关原语、P、V操作和“理发师睡觉”问题的经典案例。 1. 同步与互斥在生活中常见例子： - **同步**：在产品组装过程中，不同组件的生产必须按照顺序或同时进行，以确保最终产品的完整性。每个部分必须在其他部分完成后才能组装，体现了同步的概念。 - **互斥**：例如过独木桥，一次只能允许一个人通过，其他人必须等待；或者水井打水，当一个人在使用水井时，其他人无法同时使用，这都是互斥的体现。 2. **原语**与**系统调用**的区别： - 原语是操作系统内核中实现基本操作的、不可分割的程序段，执行过程中不允许被中断。 - 系统调用是用户进程请求操作系统服务的一种方式，虽然通常也是不可中断的，但理论上，高优先级的系统调用可以中断低优先级的系统调用。 3. P、V操作与互斥问题： - 如果P、V操作可分割执行，它们将失去原子性，可能导致多个进程同时进入临界区，从而破坏互斥条件，因此不能用于解决互斥问题。 4. **并行语句与P、V操作**： 提供的代码段描述了一个任务执行过程，其中`p1`到`p6`是六个并发进程，`f1`到`f6`是信号量。P操作用于请求资源，V操作用于释放资源。这些进程之间的交互通过P、V操作协调，确保资源的正确使用和同步。 5. **“理发师睡觉”问题**： - 顾客程序通过P(mutex)获得互斥访问权，增加等待人数rc，并检查是否为第一个到达的顾客。如果是，则唤醒理发师（V(wakeup)），否则坐下等待（P(wait)）。完成后释放资源（V(mutex)）并理发（haircut）。 - 理发师程序首先被唤醒（P(wakeup)），然后循环进行理发。每次理完发后，减小等待人数rc，并检查是否仍有顾客（rc!=1）。如果没有顾客，理发师会再次入睡。 这个问题展示了如何使用P、V操作来解决并发场景下的同步问题，保证了理发师和顾客的行为是有序的，避免了资源冲突。