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福田企业建站推广服务公司长沙天津网站建设

wzjs 2025/9/10 11:48:25

福田企业建站推广服务公司,长沙天津网站建设,在线代理ip,龙岗网站建设哪家好系列文章目录第二章：进程的描述与控制文章目录系列文章目录前言一、临界区的概念和描述：二、硬件同步机制： 1.关中断2.利用Test-and-Set指令实现互斥3.利用Swap指令实现进程的互斥总结前言上一篇我们仅仅讲了一点关于线程同步的概念&a…

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第二章：进程的描述与控制

文章目录

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前言
一、临界区的概念和描述：
二、硬件同步机制：
- 1.关中断
- 2.利用Test-and-Set指令实现互斥
- 3.利用Swap指令实现进程的互斥
总结

前言

上一篇我们仅仅讲了一点关于线程同步的概念，临界区和同步机制应遵循的规则，这篇我们文章仅仅给大家讲一下软硬件的是如何实现同步机制的，下面我们会使用类c语言来进行实现，正好也复习了一下C语言的内容。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、临界区的概念和描述：

临界区很重要，所以我还是想先给基础打好，带着大家再复习一下

不论是软件临界资源还是硬件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

下面是对访问临界资源的循环进程描述如下：

 while(True){进入区//enter section临界区//critical section退出区//exit section剩余区//reminder section}

进入区是因为如果此刻该临界资源正在被某进程访问，则本进程不能进入临界区。所以必须在临界区前面添加一段用于检查上述的代码。

退出区是为了用于将临界区正在访问的标志恢复为未被访问的标志。（下面都有具体实现）

剩余区就是进程中除上述进入区，临界区及退出区之外的其它部分的代码在这里都称为剩余区。

至于同步机制应遵循的原则就看我上面进程（3）的内容吧

1.空闲让进 2.忙则等待 3.有限等待 4.让权等待（例子：释放CPU资源）

二、硬件同步机制：

1.关中断

关中断是实现互斥的最简单方法之一。在进入锁测试之前关闭中断，直到完成锁测试并上锁之后才能打开中断，这样进程在临界区执行期间，计算机系统不响应中断，从而不会引发调度，也就不会发生进程和线程切换。

但万事都有利有弊，缺点就是：

（1）滥用关中断权力可能导致严重后果

（2）关中断时间过长，会影响系统效率，限制了处理器交叉执行程序的能力

（3）关中断方法也不适用于多CPU系统，因为一个又阻止不了多个。

2.利用Test-and-Set指令实现互斥

boolean TS(boolean *lock){boolean old;old = *lock; *lock = TRUE;return old;
}
do{
....while TS(&lock);     critical section;
Lock = FALSE;
remainder section;}while(TRUE);

以我的理解给大家解释一下，其实这里面按字面意思理解就行，就是我们把Lock变量当作一把锁，因为我们要实现互斥肯定要只能当前有一个线程来运行，然后刚开始的临界资源就是空闲的，所以Lock置为False，这时肯定能进入临界区，此时TS当中的Lock已经变成了TRUE，即上锁了，然后该进程访问完临界资源后就将Lock置为False，下一个线程就可以再进来了。

3.利用Swap指令实现进程的互斥

void Swap(boolean *a,boolean *b){boolean temp;temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}
do{key = TRUE;
do{swap(&lock,&key);}while(key!=FALSE);
//临界区操作;
lock = FALSE;
......}while(TRUE);

swap函数是一个对换指令，用于交换两个字的内容。

这其实本质也是一个设置一个锁，方法是为每一个临界资源设置一个全局的布尔变量Lock，其初值为false，在每个进程中再利用一个局部布尔变量Key。

当临界资源忙碌时，其他访问进程必须不断的进行测试，处于一种“忙等”状态，不符合“让权等待”的原则，造成处理机的浪费，同时也很难它们用于解决复杂的进程的同步问题。

注意：这里面的Key是一个全局变量，所有进程都共享，进来的时候Key都先为TRUE，注意这里的每个进程都是会重头做的。