考研408--操作系统--day4--进程同步互斥信息量机制

（以下内容全部来自上述课程）

同步、互斥问题

1. 什么是进程同步

异步性：随机，自己没办法控制。
同步：就是解决异步性随机的问题，让进程变得可控。

异步：没办法控制写数据和读数据的顺序，可能写先读后，也可能读先写后。
同步：我们需要的是写先读后（毕竟不先写啥都读不到），就需要使进程可控，这个过程就是同步。

2. 什么是进程互斥

互斥：就是两个人上厕所用马桶，不可能一个人用马桶但是还没用完呢，另外一个人直接把马桶抢过来吧。
同时：这个东西可以这个人用了但是还没用完，另外一个人更急就可以让给他，从更宏观的时间来看可以算是同时。

进入区：看看临界资源区能不能用，有没有人占着用不了。
临界区：放临界资源的地方。（可以类比马桶啦其实）
退出区：自己用完了，告诉别人这个资源可以给别人用了。
剩余区：用完资源就去干别的事儿了呗。

空闲让进：马桶没人用的时候，可以让任何人用。
忙则等待：马桶有人用，自己就等着呗。
有限等待：这个坑自己等的时间太久了，就换一个坑呗。
让权等待：比如这个景区的厕所收费，有个人没拿钱用不了，就赶紧让他走，让别人上。

3. 小结

进程互斥的软件实现方法

1. 单标志法

while (turn != 0);：trun=0时不符合循环条件，就可以向下执行，可以访问临界区。
while (turn != 1);：turn=0时符合循环条件，就一直死循环，直到p0执行完turn=1时，才会跳出循环。

劣势：必须轮流，一个用完了才会轮到另外一个，所以前者一直不用，但是后者突然要用了，就只能等。

2. 双标志先检查法

问对方用不用–>对面不用自己再用。（过分谦让）
while(flag[1]);：如果falg[1]=true，符合条件就自己死循环让p1先访问，可惜flag[1]=false（初始赋值），不符合条件，就要自己访问了。
falg[0]=true;：给p0，也就是自己访问临界区了，给临界区上个锁不让别人进来。
以上p1同理。

假设流程：B没说想用马桶–>A没说想用马桶–>A以为B不用所以自己用–>B以为A不用所以自己也用–>一个马桶两个人用（蚌埠住了）
劣势：如果是异步的，可能造成两个人用一个马桶的奇怪情况，也就是没符合忙则等待。

3. 双标志后检查法

实际上就是把确认对方意愿的步骤往后放：先抢–>再问对方用不用。（过分缺德）
就是开抢，不管对面儿用不用

劣势：两边儿光顾着抢了，一个用上厕所的都没。

4. Peterson算法

融合之前的几种方法，改为了先询问再谦让的方法。（很礼貌了）
while(flag[1]&&turn==1)：p1要是用（也就是flag[1]=true），并且turn=1（前面定义了，直接白给，就是你要用就用的意思）

谁最后谦让谁没主动权就是了。

5. 小结

进程互斥的硬件实现方法

1. 中断屏蔽方法

缺点：权限太高了，不可能让用户自己用，所以很有局限性。

2. TestAndSet指令

注意：都是用硬件实施的，代码只是为了让自己理解怎么实施的而已。

3. Swap指令

4. 小结

锁

信息量机制（一）

信息量：剩下几个马桶or打印机，啥都行，剩下几个，信息量就是几。
wait（P）：进入区。
signal（V）：退出区。

1. 整型信息量

就是直接用具体数字表示数量。

2. 记录型信号量

因为不一定就一个机器，而且谁用谁不用数值来回变，所以干脆就赋个没被定义为具体数字的值，机器多几个少几个就不用像数字型的还得自己特意改一下。类似于全自动，解放双手（？）

3. 小结

信息量机制（二）

1. 实现进程互斥

初值为1：就是把临界区定义为机器了，一台机器（马桶）只能一个进程（人）访问，自然一个临界区只能一个进程进入。

2. 实现进程同步

前操作–>v（s）–>p（s）–>后操作
简单理解：后者执行的前提是前者里面的一条执行语句，也就是我想吃雪糕，但是吃雪糕（p）之前我必须先买雪糕（v）。

3. 实现进程的前驱关系

顺着一条线往下看，一个圆到下一个圆之间有一条路，必经之路，也就是必要条件。

4. 小结