操作系统 - 并发

并发

两种资源共享方式

同时共享方式
系统中的某些资源，允许一个时间段内由多个进程同时对它们进行访问。
互斥共享方式
系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。

进程互斥
我们把一个时间段内只允许一个进程使用的资源称为临界资源。许多物理设备（比如摄像头、打印机）都属于临界资源。此外还有许多变量、数据、内存缓冲区等都属于临界资源。

对临界资源的访问，必须互斥地进行。互斥，亦称间接制约关系。进程互斥指当一个进程访问某临界资源时，另一个想要访问该临界资源的进程必须等待。当前访问临界资源的进程访问结束，释放该资源之后，另一个进程才能去访问临界资源。

对临界资源的互斥访问，可以在逻辑上分为如下四个部分：

    do {
        entry section;//进入区
        critical section;//临界区
        exit section;//退出区
        remainder section;//剩余区
    }while(true)

进入区：负责检查是否可进入临界区，若可进入，则应设置正在访问临界资源的标志（可理解为“上锁”），以阻止其他进程同时进入临界区。

临界区：访问临界资源的那段代码。

退出区：负责解除正在访问临界资源的标志（可理解为“解锁”）。

剩余区：做其他处理。

注意：临界区是进程中访问临界资源的代码段。进入区和退出区是负责实现互斥的代码段临界区也可称为“临界段”。

为了实现对临界资源的互斥访问，同时保证系统整体性能，需要遵循以下原则：

空闲让进。临界区空闲时，可以允许一个请求进入临界区的进程立即进入临界区；

忙则等待。当已有进程进入临界区时，其他试图进入临界区的进程必须等待；

有限等待。对请求访问的进程，应保证能在有限时间内进入临界区（保证不会饥饿）；

让权等待。当进程不能进入临界区时，应立即释放处理机，防止进程忙等待。

进程互斥的实现方法

中断屏蔽方法、TestAndSet（TS指令/TSL指令）、Swap指令(XCHG指令）

中断屏蔽