操作系统-进程的同步与信号量

1. 在临界区共同修改信号量产生错误
   第一次执行：
   p1.register=empty; p1.register=p1.register-1; empty=p1.register; p2.register=empty; p2.register=p2.register-1; empty=p2.register;z 第二次执行可能由于多个进程并发，调度引发共享数据错误. p1.register=empty; p1.register=p1.register-1; p2.register=empty; p2.register=p2.register-1; empty=p1.register; empty=p2.register;
   此处的regist是寄存器，empty是代表可用空闲资源，为2时表示进程有两个资源可用，为-1时表示有一个进程睡眠，处在阻塞队列中。
   注意这里不能对empty直接操作，直接用empty操作，在硬件层面数据的的操作也会落实回寄存器中去
2. 在写共享变量empty时，采用上锁的方式阻止其他进程野访问empty
   临界区（一次只允许一个进程进入执行的一段代码0）
   基本原则，互斥进入，有空让进，有限等待.
3. 轮滑法
   while(turn!=0);进入死循环无限等待 while(turn!=1);
   临界区 临界区
   turn=1； turn=0；
   剩余区 剩余区
   <-- 但是不满足有空让进，完成后不能再次进入-->
   4.标记法
   flag[0]=true flag[1]=false;
   while（flag[1]); while(flag[0]=true);
   临界区 临界区
   flag[0]=false; flag[1]=false;
   问题是在执行第一条语句时，切换到另一个线程，双方都会陷入无限等待
   5.peterson算法
   采用非对称标记和值日法来避免进程切换时造成当前进程无限等待
   flag[0]=true flag[1]=false;
   turn=1; turn=0;
   while（flag[1]&&turn0); while(flag[0]=true&&turn0);
   临界区 临界区
   flag[0]=false; flag[1]=false;
   此算法三条原则全部满足，但是面对多进程会比较麻烦
   6.面包店算法
   每个进程获取数组中更大的序号，最小序号先执行，离开时序号置为0，
   choosing=true;nums[i]=max(nums[0],nums[1],nums[n-1])+1;
   choosing=false;
   for(int j=0;j<n;j++){
   while(choosing);while((nums[i]>nums[j])&&nums[i]!=0);
   nums[i]=0;
   <--choosing是为了再选取序列号时，其他进程要进入死循环等待
   7.关闭中断
   另一个进程只有在被调度时才能执行临界区代码，所以通过关闭时钟中断，阻止时间片减小，让进程不被切换.
   cli（）；
   临界区
   sti（）；
   但是面对多cpu多核情况时，需要同步所有cpu
   8.硬件原子指令保护法
   { boolean rv=x;
   x=true;
   return x;
   }
   while(x);
   临界区
   x=false；
   锁（信号量）的依赖会来源于硬件，是原子指令，保证数据的一致性。
   此时这个函数的代码段对于cpu只是一条机器指令.
   ** 在多cpu情况下，要锁住总线，**