（若不能进入自己的临界区，应立即释放cpu，以免进程陷入“忙等”） 硬件同步机制 关中断 关中断是实现互斥的最简单的方法之一。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。...由此，保证了对锁的测试和关锁操作的连续性和完整性，有效地保证了互斥。...信号量的应用 利用信号量实现进程互斥 为使多个进程能互斥地访问某临界资源，只需为该资源设置一互斥信号量mutex，并设其初始值为1，然后将各进程访问该资源的临界区CS置于wait(mutex)和signal...针对上述问题，我们需要设置两种同步信号量：empty 和 full，其中empty表示缓冲区空闲的数量，初始值为1，full表示缓冲区存在产品的数量，初始值为0；设置一个互斥量 mutex，初始值为1：...当一个人进餐时，他需同时拿起左右的两只筷子。 在此问题中，筷子是临界资源，不能同时被两个哲学家拿。 对哲学家和筷子进行编号，0-4。当哲学家同时拿起右边的筷子会发生死锁。
吃饭与做菜的同步关系 注意，同步与互斥是两种不同的概念： 同步就好比：「操作 A 应在操作 B 之前执行」，「操作 C 必须在操作 A 和操作 B 都完成之后才能执行」等； 互斥就好比：「操作 A 和操作...B 不能在同一时刻执行」； ---- 互斥与同步的实现和使用 在进程/线程并发执行的过程中，进程/线程之间存在协作的关系，例如有互斥、同步的关系。...信号量不仅可以实现临界区的互斥访问控制，还可以线程间的事件同步。 我们先来说说如何使用信号量实现临界区的互斥访问。 为每类共享资源设置一个信号量 s，其初值为 1，表示该临界资源未被占用。...通过互斥信号量的方式，就能保证临界区任何时刻只有一个线程在执行，就达到了互斥的效果。 再来，我们说说如何使用信号量实现事件同步。 同步的方式是设置一个信号量，其初值为 0。...上面程序中的互斥信号量的作用就在于，只要有一个哲学家进入了「临界区」，也就是准备要拿叉子时，其他哲学家都不能动，只有这位哲学家用完叉子了，才能轮到下一个哲学家进餐。 ?
吃饭与做菜的同步关系 注意，同步与互斥是两种不同的概念： 同步就好比：「操作 A 应在操作 B 之前执行」，「操作 C 必须在操作 A 和操作 B 都完成之后才能执行」等； 互斥就好比：「操作 A 和操作...B 不能在同一时刻执行」； ---- 互斥与同步的实现和使用 在进程/线程并发执行的过程中，进程/线程之间存在协作的关系，例如有互斥、同步的关系。...信号量不仅可以实现临界区的互斥访问控制，还可以线程间的事件同步。 我们先来说说如何使用信号量实现临界区的互斥访问。 为每类共享资源设置一个信号量 s，其初值为 1，表示该临界资源未被占用。...通过互斥信号量的方式，就能保证临界区任何时刻只有一个线程在执行，就达到了互斥的效果。 再来，我们说说如何使用信号量实现事件同步。 同步的方式是设置一个信号量，其初值为 0。...方案四也可解决问题 方案四同样不会出现死锁，也可以两人同时进餐。 读者-写者问题 前面的「哲学家进餐问题」对于互斥访问有限的竞争问题（如 I/O 设备）一类的建模过程十分有用。
生产者-消费者问题表述如下: 一组生产者进程和一组消费者进程（设每组有多个进程）通过缓冲区发生联系。生产者进程将生产的产品（数据、消息等统称为产品）送入缓冲区，消费者进程从中取出产品。...3．哲学家进餐问题 五个哲学家围坐在一个圆桌周围，每个哲学家面前都有一只碗，各碗之间分别有一根筷子，餐桌如下图。 哲学家的生活包括两种活动：即吃面条和思考。...当哲学家觉得饿时，他就分两次去取他左边和右边的筷子，每次拿一根（不能强行从邻座手中抢过筷子），如果成功，他就开始吃面条，吃完后把筷子放回原处继续思考。 初步分析：获得两根筷子时才可进餐。...第i个哲学家的进餐过程可描述如下： 解决死锁的方法： (1) 最多只允许4个哲学家同时拿筷子，保证有一人能 够进餐。 (2) 仅当左、右两根筷子均可用时,才允许他拿起筷子。...打瞌睡的理发师问题示意图 分析其中的互斥和同步关系： 理发师和顾客是同步关系 椅子是临界资源，应互斥使用 理发师和每位顾客都分别是一个进程。 希望对你有帮助！加油！
分析： 互斥关系：不允许有两方及以上同时访问缓冲区。 同步关系：存在两种同步关系，分别为缓冲区满、缓冲区空。...实现了多个写进程之间的互斥。 写者1 → 读者1 写着进程顺利通过Ⅰ（semWait(w)）操作，Ⅱ（semWait(rw)）操作，开始写文件。...哲学家进餐问题 问题描述： 一张圆桌上坐着5名哲学家，每两个哲学家之间的桌上摆一根筷子，桌子的中间是一碗米饭。哲学家们倾注毕生的精力用于思考和进餐，哲学家在思考时，并不影响他人。...只有当哲学家饥饿时，才试图拿起左、右两根筷子（一根一根地拿起）。如果筷子已在他人手上，则需等待。饥饿的哲学家只有同时拿起两根筷子才可以开始进餐，当进餐完毕后，放下筷子继续思考。...分析： 互斥关系：系统中有5个哲学家进程，5位哲学家与左右邻居对其中间筷子的访问是互斥关系。
，管程会帮你解决所有的问题 哲学家进餐 ---- 由Dijkstra提出并解决的哲学家进餐问题(The Dinning Philosophers Problem)是典型的同步问题。...该问题是描述有五个哲学家共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五个碗和五只筷子，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。...，所以肯定不会死锁 (2) 仅当哲学家的左、右两只筷子均可用时，才允许他拿起筷子进餐。...，有两个人第一步奇数号筷子都没抢到的这一轮就相当于出局了 三个人，还有两个偶数号筷子，必然会有一个人抢得到 AND型信号量 哲学家进餐需要左手和右手的筷子，所以可以将左右手筷子的获取操作原子化，借助于...记录型信号量机制 读和写之间是互斥的，所以需要一个信号量用于读写互斥Wmutex 另外如果有读的进程存在，另外的进程如果想要读的话，不需要同步也就是Wait(Wmutex)操作； 如果当前没有进程在读
线程的同步和互斥： 线程的同步：指多线程通过特定的手段（如互斥量）来控制线程之间的执行顺序。 线程的互斥：实指对共享资源的约束访问。...多线程环境中，某些资源只允许一个线程使用，这类资源成为临界资源，线程之间的关系就表现为互斥的。 线程之间的同步和互斥是通过操作系统的信号量和 PV 操作原语来实现的。...互斥体（Mutex）： 表现互斥现象的数据结构，也被当作二元信号灯。一个互斥基本上是一个多任务敏感的二元信号，它能用作同步多任务的行为，它常用作保护从中断来的临界段代码并且在共享同步使用的资源。...PV 原语： PV 原语通过操作信号量来处理进程间的同步与互斥的问题。其核心就是一段不可分割不可中断的程序。信号量是由操作系统来维护的，用户进程只能通过初始化和两个标准原语（P、V 原语）来访问。...监视器除了排斥共享访问，还能通过 Wait 和 Notify 来协调线程之间的交互。 公平锁和非公平锁： ReentrantLock 有一个带布尔型参数的构造函数，接受可选的 “公平” 参数。
wrt为作者之间的互斥，同时它还作为第一个进入临界区的读者和最后一个离开临界区的读者所使用。mutex和wrt初始化为1，readcount初始化为0....因为如果读者一直在读，那么作者根本就没有写的机会。作者只能等待。 哲学家进餐问题 假设有5个哲学家，他们的一生只在思考和吃饭之中度过。这些哲学家共用一个圆桌，每个哲学家都有一把椅子。...在圆桌上有5个碗和5个筷子，平时哲学家进行思考，饥饿时便试图取其左、右最靠近他的筷子，只有在他拿到两支筷子时才能进餐，哲学家进餐完毕，放下筷子又继续思考。...哲学家进餐问题是在多个进程之间分配多个资源而且不会出现死锁和饥饿形式的简单表示。 一个简单的解决方法是每只筷子都用一个信号量来表示。...哲学家通过对信号量执行wait操作试图取得相应的筷子来吃饭，吃完饭以后执行signal操作来放下筷子。
）是只保证一个writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题 哲学家进餐问题 有五个哲学家，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。...哲学家们共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上。在圆桌上有五个碗和五支筷子，平时一个哲学家进行思考，饥饿时便试图取用其左、右最靠近他的筷子，只有在他拿到两支筷子时才能进餐。进餐毕，放下筷子继续思考。...解决办法： ①至多只允许四个哲学家同时进餐，以保证至少有一个哲学家能够进餐，最终总会释放出他所使用过的两支筷子，从而可使更多的哲学家进餐。...②仅当哲学家的左、右两支筷子均可用时才允许他拿起筷子进餐。 ③规定奇数号哲学家先拿他左边的筷子，然后再去拿他右边的筷子；而偶数号哲学家则相反。...）的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据.
PV操作的意义：我们用信号量及PV操作来实现进程的同步和互斥。PV操作属于进程的低级通信。...为采用一般“信号量集”机制来实现的读者一写者算法。 c.哲学家进餐问题 (1) 在什么情况下5 个哲学家全部吃不上饭？ 考虑两种实现的方式，如下： A....考虑了四种实现的方式（A、B、C、D）： A．原理：至多只允许四个哲学家同时进餐,以保证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释 放出他所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。...通过信号量mutex对eat（）之前的取左侧和右侧筷 子的操作进行保护，使之成为一个原子操作，这样可以防止死锁的出现。...下面我们给出了各种情况下的生产者-消费者问题，深入地分析和透彻地理解这个例子，对于全面解决操作系统内的同步、互斥问题将有很大帮助。 （1）一个生产者，一个消费者，公用一个缓冲区。
但同时，线程之间的数据共享也增加了编程的复杂性，需要谨慎处理数据的同步和互斥。 线程可以分为用户线程和内核线程。...共享内存可以实现进程之间的快速数据交换。 信号量：信号量是一种用于进程同步和互斥的机制，可以控制进程对共享资源的访问。...哲学家的生活包括思考和进餐，当哲学家思考时，不需要任何资源，但当他们饿了时，需要同时拿起他们左右两边的筷子才能进餐。...问题在于，如果每位哲学家都拿起自己左边的筷子，那么所有哲学家都会陷入死锁状态，无法继续进餐。...哲学家进餐问题是一个经典的并发编程问题，通过解决这个问题可以深入理解并发编程中的死锁和资源竞争问题，以及如何设计合理的资源分配策略来避免这些问题的发生。
“重点掌握生产者消费者问题” 操作系统的经典同步互斥问题主要是介绍了 几个经典的同步互斥问题，其中搞懂生产者消费者问题、读者写者问题；其他的问题其实都是这两个问题的衍生。...冷月点睛 生产者消费者问题 问题描述：一组生产者和一组消费者互斥的使用一些缓冲区，生产者负责生产产品到缓存区，消费者负责使用 生产者与消费者同步关系；生产者之间互斥关系；消费者之间互斥关系；使用缓存区也是互斥关系...确定信号量 mutex=1 表示缓存区互斥 ；empty = n 表示缓存区数量 ；full = 0 表示初始生产的数量 读者写者问题 问题描述：写者只能写，读者只能读。...写时不能读，读时也不能写 读者和读者是互斥关系；读者和写者是互斥关系 需要一个计数器来记录读者进程的数量 哲学家进餐问题 问题描述：每个哲学家在思考，饿了就吃饭。...2个哲学家中间有一支筷子，只有拿到2支筷子时才能开始吃饭 每个哲学家都是互斥关系 点击蓝字关注我! 每天收获知识仅需五分钟 如果这篇文章有帮助到您，可以给冷月一个关注或者点个赞白嫖一波
（不需要编码） 在完成本练习之前，先说明下什么是哲学家就餐问题： 哲学家就餐问题，即有五个哲学家，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。...从这个函数，我们看到，哲学家需要思考一段时间，然后吃一段时间的饭，这里面的“一段时间”就是通过系统调用 sleep 实现的，内核线程调用 sleep，然后这个线程休眠指定的时间，从某种方面模拟了吃饭和思考的过程...但在管程中仅仅有互斥操作是不够用的。进程可能需要等待某个条件 C 为真才能继续执行。 所谓条件变量，即将等待队列和睡眠条件包装在一起，就形成了一种新的同步机制，称为条件变量。...，初始化为 1 semaphore_t mutex; // 二值信号量 用来互斥访问管程 //用于进程同步操作的信号量 semaphore_t next;// 用于条件同步（进程同步操作的信号量...函数的实现，该函数表示指定的哲学家尝试获得自己所需要进餐的两把叉子，如果不能获得则阻塞，具体实现流程为： 给管程上锁； 将哲学家的状态修改为 HUNGER； 判断当前哲学家是否有足够的资源进行就餐（相邻的哲学家是否正在进餐
方法2、利用AND信号量机制解决哲学家进餐问题 方法3:奇偶号区别对待 Wait/Signal原语对信号量的操作可以分为三种情况 情况一 情况二 情况三 2.4 进程同步 2.4.1 进程同步的基本概念...进程的互斥和同步有什么异同点？试举例说明。 进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系。 进程同步源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。...利用记录型信号量解决哲学家进餐问题 放在桌子上的筷子是临界资源，在一段时间内只允许一个哲学家使用。为实现对筷子的互斥使用，用一个信号量表示一只筷子，五个信号量构成信号量数组。...死锁解决方法： 至多只允许有四位哲学家同时去拿左边的筷子，最终能保证至少有一位哲学家能够进餐，并在用毕后释放出他用过的两只筷子，从而使更多的哲学家能够进餐。——限制并发执行的进程数。...think; } 方法2、利用AND信号量机制解决哲学家进餐问题 在哲学家进餐问题中，要求每个哲学家先获得两个临界资源(筷子)后方能进餐。本质上是AND同步问题。
低级通信 由于进程的互斥和同步，需要在进程间交换一定的信息，所以，将进程的同步也归为进程通信。只能传递状态和整数值。...注：Java的阻塞队列（ArrayBlockingQueue）的实现 哲学家进餐问题 问题描述：一张圆桌上坐着五名哲学家，每两个哲学家之间的桌上摆一根筷子，桌子的中间是一碗米饭。...哲学家们倾注毕生精力用于思考和进餐，哲学家在思考时，并不影响他人。只有当哲学家饥饿的时候，才试图拿起左、 右两根筷子（一根一根地拿起）。如果筷子已在他人手上，则需等待。...饥饿的哲学家只有同时拿到了两根筷子才可以开始进餐，当进餐完毕后，放下筷子继续思考。 ? 问题分析：五名哲学家与左右邻居对其中间筷子的访问是互斥关系。...锁机制 通过锁机制实现多线程之间的互斥与同步机制，包括互斥锁、条件变量、以及多读、单写锁（读写锁）： 互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。
进程同步 临界区 对临界资源访问的区域被称为临界区....同步与互斥 同步: 多个进程按一定顺序执行. 互斥: 多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区....信号量 因为缓冲区属于临界资源, 因此需要使用一个互斥量mutex来控制对缓冲区的互斥访问. 为了同步生产者和消费者的行为, 需要记录缓冲区中物品的数量....进程在无法继续执行的时候不能一直占用管程, 否则其他进程永远不能使用管程. 管程引入了条件变量以及相关的操作: wait() 和singal() 来实现同步操作....只有在两个邻居都没有进餐的情况下才允许进餐.
因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步和互斥。如对信号量执行PV操作，实现生产者与消费者之间的同步。...这里要注意两点： （1）互斥量可通过pthread_mutex_setpshared接口设置，用于进程间同步。...答： 从本质上来讲，中断是一种电信号，当设备有某种事件发生时，它就会产生中断，通过总线把电信号发送给中断控制器。 如果中断的线是激活的，中断控制器就把电信号发送给处理器的某个特定引脚。...问题十： 如何解决哲学家进餐问题？ 答： 哲学家进餐问题是由荷兰学者Dijkstra提出的经典的线程和进程间步问题之一。...产生死锁的四个必要条件是： （1）互斥条件； （2）请求和保持条件； （3）不可剥夺条件； （4）环路等待条件。 筷子是绝对互斥的，我们可以破坏其它三种条件来解决哲学家进餐问题。
3.实时系统 实时系统要求一个请求在一个确定时间内得到响应 硬实时： 必须满足绝对的截止时间； 软实时： 可以容忍一定的超时； （四）进程同步 四个概念：临界区、同步和互斥、信息量、管程 1.临界区：...对临界资源进行访问的那段代码称为临界区； 为了互斥访问临界资源，每个进程在进入临界区之前，需要先进行检查； 2.同步与互斥： 同步：多个进程因为合作产生的直接制约关系，使得进程有一定的先后执行关系...（五）经典同步问题 生产者和消费者问题 问题描述：使用一个缓冲区来保存物品，只有缓冲区没有满，生产者才可以放入物品； 解析：因为缓冲区属于临界资源，因此需要使用一个互斥量 mutex 来控制对缓冲区的互斥访问...哲学家进餐问题 问题描述：五个哲学家围着一张圆桌，每个哲学家面前放着食物。哲学家的生活有两种交替活动：吃饭以及思考。当一个哲学家吃饭时，需要先拿起自己左右两边的两根筷子，并且一次只能拿起一根筷子。...正确解法: 两个约束条件 必须同时拿起左右两根筷子; 必须在左右两个另邻居都没有进餐的情况下才允许进餐; （六）进程通信 进程同步和进程通信的区别: ?
一种操作是使用 内置锁(也称互斥锁（mutex）、管程（monitor）或临界区（critical section）)来同步对increment() 的调用。...线程同步能够保证多个线程安全访问竞争资源，最简单的同步机制是引入互斥锁。互斥锁为资源引入一个状态：锁定/非锁定。...Java 内存模型定义了何时一个线程对内存的修改对另一个线程可见。基本原则是：如果读线程和写线程不进行同步，就不能保证可见性。 多把锁 一个重点： 两个线程都需要进行同步。...哲学家进餐问题 哲学家就餐问题：假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁，做以下两件事情之一：吃饭，或者思考。吃东西的时候，他们就停止思考，思考的时候也停止吃东西。...Let’s Synchronize Threads in Python 哲学家进餐问题 References [1] 哲学家进餐问题: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%
进程间可以通过管道、消息队列、信号量、共享内存、信号、套接字等IPC机制来通信；线程间可以直接访问全局变量等共享的内存，但需要一定的同步和互斥手段。 切换线程的开销要比切换进程的开销小很多。...优点是数据量大的情况下效率仍然比较高。 缺点是需要同步互斥机制保证数据的安全。 4.信号量 信号量本身不用来传递数据，可以用来对共享内存进行同步互斥的控制。...一个进程可以创建多少线程，和什么有关? 通过ulimit -a 查看线程的栈大小，用户空间的内存除以栈大小是可创建线程的最大数量。...哲学家进餐问题 题意：有五个哲学家，喜欢思考问题，思考完了就会饿，然后就要吃饭。现在有5个哲学家围坐在圆桌上，每个人右手边有1根筷子，每个哲学家需要获取左右手边的两根筷子才能吃面条。...这样哲学家拿两根筷子的动作就成了原子的。另外state数组是临界资源，访问的时候需要互斥，所以再添加一个mutex互斥信号量。
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