操作系统中的进程同步与通信

"进程同步与通信3(1)优秀文档.ppt" 在计算机科学和操作系统领域，进程同步与通信是确保多进程环境中的程序正确、高效运行的关键概念。本章主要探讨了进程间的相互作用、进程通信、死锁以及Linux进程间通信四个主题。 4.1 进程间的相互作用 进程间的联系主要体现在资源共享和相互合作两个方面。共享资源可能导致冲突，特别是当这些资源是临界资源时，即同一时间只能由一个进程访问的资源。例如，两个进程同时读写某个计数器（counter）可能会导致数据不一致。为解决这个问题，定义了临界区，即每个进程中访问临界资源的代码段，需要确保在同一时刻只有一个进程的临界区在执行。 4.1-2 解决进程互斥问题的软件方法 为了确保对临界资源的正确访问，提出了两种算法： 1. 算法1使用了一个公用整型变量turn来指示哪个进程可以进入临界区。虽然这个算法试图避免两个进程同时进入临界区，但它没有满足“空闲让进”的准则，即如果临界区无人占用，等待的进程应该立即进入。 2. 算法2引入了一个标志数组，每个元素对应一个进程的状态。每个进程在尝试进入临界区前检查对应标志，如果标志为1，表示另一个进程正在执行，因此当前进程需要等待。然而，这个算法违背了“忙则等待”的原则，因为一个进程可能会持续检查并无法进入临界区，即使另一个进程已经完成。 这两种算法虽然在一定程度上解决了进程互斥的问题，但都存在一定的缺陷，需要进一步改进以满足四个同步准则：空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。 后续章节会介绍更多的同步机制和进程通信方式，包括死锁的概念，这是多进程系统中的一大挑战，以及Linux操作系统中提供的各种进程间通信机制，如管道、信号量、消息队列、共享内存等，它们都是确保进程协作和数据交换的有效工具。通过理解并正确应用这些机制，可以有效地避免并发执行时可能出现的问题，保证系统的稳定性和效率。