进程同步与互斥：理解接收原语与临界区

第五章详细探讨了操作系统中的接收原语与进程间的通信，特别是关注于并行性、互斥与同步的概念。在这一章节中，"接收原语"是一个关键概念，它是操作系统中用于接收消息的函数，如`receive(b)`，其中`b`是消息接收区。这个过程涉及进程的内部标识符`j`，首先会检查并等待该进程的互斥锁`j.sm`和`j.mutex`，确保在此期间没有其他进程可以访问临界资源。一旦获得锁，接收进程就可以安全地从消息队列`mq`中取出消息，并更新接收区`b`的信息，包括发送者标识、消息大小和文本内容。完成操作后，接收进程会释放互斥锁，以便其他进程可以进入。 同时，章节还讨论了进程间的关系，特别是在共享资源和互斥条件下的协作。临界区是核心概念，它定义了进程中访问临界资源的那段特定代码，比如两个进程P1和P2对公共变量X的加1操作。为了保证一致性，进入临界区前需要检查资源的忙闲状态，遵循"空闲让进"、"忙则等待"和"有限等待"原则，以防止死锁。如果进程无法进入，它应该主动放弃CPU，等待直到资源空闲。 在解决互斥问题时，软件方法通常使用标志位`flag[i]`来标记进程是否在临界区执行，通过循环等待直到标志变为可用。这样的机制确保了在任何时候只有一个进程能够进入临界区，从而实现互斥。 本章的其他部分还涵盖了进程同步的案例，如UNIX系统中的进程同步与通信机制，通过信号量和其他同步工具来协调多进程间的操作。这些内容都是理解操作系统并发控制和资源共享的关键，对于编写可扩展、高效的并发程序至关重要。