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北京住总第一开发建设有限公司网站,做网站需要的图片去哪找,单页企业官网模板,濮阳网络电视直播进程互斥与同步的定义 进程互斥#xff1a;指多个并发执行的进程因共享某种系统资源#xff08;如临界资源#xff09;#xff0c;必须以排他方式访问该资源#xff0c;即在任一时刻只能有一个进程进入临界区执行#xff0c;其他进程必须等待。这是为避免竞争条件、保证数…进程互斥与同步的定义进程互斥指多个并发执行的进程因共享某种系统资源如临界资源必须以排他方式访问该资源即在任一时刻只能有一个进程进入临界区执行其他进程必须等待。这是为避免竞争条件、保证数据一致性而设置的机制。进程同步指多个相互协作的进程在执行次序上需要协调通过一定的机制实现进程间的有序推进例如一个进程需等待另一个进程完成某操作后才能继续执行。同步强调的是进程之间的逻辑依赖关系和时序控制。信号量Semaphore的概念信号量是一种用于解决进程间同步与互斥问题的数据结构由荷兰科学家Dijkstra提出。它是一个整型变量包含两个关键属性一个整数值表示可用资源数量或某种状态一个等待队列记录因该信号量而阻塞的进程。根据初始值不同信号量可分为二进制信号量初始值为0或1常用于实现互斥如互斥锁计数信号量可取任意非负整数用于管理多个相同类型的资源。P-V 操作原语P操作也称wait操作和V操作也称signal操作是对信号量进行的两种原子操作不可被中断。P(sem)申请使用资源P(sem) { sem sem - 1; if (sem 0) { 将当前进程插入到sem的等待队列 阻塞该进程让出CPU } }V(sem)释放资源V(sem) { sem sem 1; if (sem 0) { 从sem的等待队列中唤醒一个进程 被唤醒的进程变为就绪状态 } }其中P操作对应“申请-等待”V操作对应“释放-通知”。两者结合可实现对临界资源的安全访问以及进程间的协调运行。使用信号量实现进程互斥的核心思想是将临界资源的访问权限通过一个二进制信号量初始值为1进行控制确保同一时刻只有一个进程可以进入临界区。实现步骤定义一个二进制信号量mutex初始值为 1表示临界资源空闲。每个进程在进入临界区前执行P(mutex)操作尝试获得访问权。离开临界区时执行V(mutex)操作释放访问权。P、V操作必须成对出现且保证原子性。示例基于P-V操作的临界区管理假设两个进程Process A和Process B共享一个临界资源如共享变量counter需互斥访问。// 全局定义信号量 mutex初始值为 1semaphore mutex1;// 进程代码结构以A为例voidProcess_A(){while(1){// 非临界区操作do_non_critical_section();// 进入临界区前P操作P(mutex);/* 临界区开始 */do_critical_section();// 如counter, 文件写入等/* 临界区结束 */// 离开临界区后V操作V(mutex);// 剩余操作do_remaining_section();}}// Process_B 结构相同使用同一个 mutex 信号量执行过程说明时间操作mutex 值说明t0Process A 执行 P(mutex)0成功进入临界区t1Process B 执行 P(mutex)-1资源已被占用B 被阻塞t2Process A 执行 V(mutex)0释放资源唤醒 Bt3Process B 被唤醒继续执行-1 → 实际变为 0 后运行进入临界区注当mutex 1表示资源可用0表示被占用负数表示有进程等待。关键点总结互斥信号量初始值必须为 1表示只有一个资源可供使用。P操作在进入临界区前调用用于申请资源。V操作在退出临界区后立即调用防止死锁或饥饿。P、V操作本身必须是原子的通常由操作系统内核提供支持。这种方式简单有效广泛应用于操作系统中对打印机、共享内存、文件等资源的互斥访问控制。