在处理进程间的同步与互斥问题时,我们离不开信号量和PV原语,使用这两个工具的目的在于打造一段不可分割不可中断的程序。应当注意的是,信号量和PV原语是解决进程间同步与互斥问题的一种机制,但并不是唯一的机制。
本文主要介绍进程间通信(IPC,Inter Process Communication)的一些方式,包括:
初学操作系统的时候,我就一直懵逼,为啥进程同步与互斥机制里有信号量机制,进程通信里又有信号量机制,然后你再看网络上的各种面试题汇总或者博客,你会发现很多都是千篇一律的进程通信机制有哪些?进程同步与互斥机制鲜有人问津。看多了我都想把 CSDN 屏了.....,最后知道真相的我只想说为啥不能一篇博客把东西写清楚,没头没尾真的浪费时间。
本文介绍了Linux信号量、POSIX信号量、Linux条件变量和Linux线程同步基本概念,并通过代码示例展示了如何使用这些技术进行线程同步。
信号量的概念参见这里。 与消息队列和共享内存一样,信号量集也有自己的数据结构: struct semid_ds { struct ipc_perm sem_perm; /* Ownership a
对于信号量我们并不陌生。信号量在计算机科学中是一个很容易理解的概念。本质上,信号量就是一个简单的整数,对其进行的操作称为PV操作。进入某段临界代码段就会调用相关信号量的P操作;如果信号量的值大于0,该值会减1,进程继续执行。相反,如果信号量的值等于0,该进程就会等待,直到有其它程序释放该信号量。释放信号量的过程就称为V操作,通过增加信号量的值,唤醒正在等待的进程。
本篇来介绍信号量与PV原语的一些知识,并介绍其在前趋图上的应用分析。本篇的知识属于操作系统部分的通用知识,在嵌入式软件开发中,同样会用到这些知识。
进程间通信(IPC,InterProcess Communication)是指在不同进程之间传播或交换信息。
关于 PV 操作基本都是结合进程管理的前驱图来进行考察,历年以来,无论是软考还是操作系统的单独考试,占有很大的比重。今天我们总结两种在考试中常考的类型。一种是单线前驱图,即串联进程,另一种是多线前驱图,即并联进程。并联进程下又细分为两类:一种逐渐向后合并(进程趋于合并),另一种是前驱图逐渐向后展开。两种类型你都掌握了应试也就毫无问题了。
信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制(也可实现进程通信),包括一个称为信 号量的变量及对它进行的两个原语操作。信号量为一个整数,我们设这个信号量为:sem。很显然,我们规定在sem大于等于零的时候代表可供并发进程使用的 资源实体数,sem小于零的时候,表示正在等待使用临界区的进程的个数。根据这个原则,在给信号量附初值的时候,我们显然就要设初值大于零。
PV 操作是由 P 操作和 V 操作组成的操作原语(这不废话 ),原语是不能中断的流程,可以理解为 Java 的事务,要么都执行,要么都不执行,不存在执行一半的情况。
文章主要介绍了在Linux系统中,如何利用自旋锁来实现线程之间的同步和互斥。主要包括了自旋锁的定义、工作原理、使用方式和注意事项,并通过实例介绍了如何在C语言中实现自旋锁。
摘要总结:本文介绍了一种基于Linux的进程间通信(IPC)机制,即System V IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)中的消息队列(Message Queue,MQ)子系统。该子系统提供了在多个进程之间传递消息的功能,并通过Linux内核中的消息队列实现进程间的同步和通信。本文还介绍了如何使用消息队列实现进程间的同步和通信,以及可能出现的死锁问题。
信号量(semaphore)本质上是一个计数器,用于多进程对共享数据对象的读取,它和管道有所不同,它不以传送数据为主要目的,它主要是用来保护共享资源(信号量也属于临界资源),使得资源在一个时刻只有一个进程独享。 在信号量进行PV操作时都为原子操作(因为它需要保护临界资源)。
操作系统中的进程是指正在运行的程序的实例。每个进程都有自己的地址空间、数据和代码。进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
关于同步理论的一些基本概念 临界区(critical area): 访问或操作共享数据的代码段 简单理解:synchronized大括号中部分(原子性) 竞争条件(race conditions)两个线程同时拥有临界区的执行权 数据不一致:(data unconsistency) 由竞争条件引起的数据破坏 同步(synchronization)避免race conditions 锁:完成同步的手段(门锁,门后是临界区,只允许一个线程存在) 上锁解锁必须具备原子性 原子性(象原子一样不可分割的操作) 有序
在多道批处理系统中,多个进程是可以并发执行的,但由于系统的资源有限,进程的执行不是一贯到底的, 而是走走停停,以不可预知的速度向前推进,这就是进程的「异步性」。
信号量用来干嘛的呢?搜寻答案的话,很多人都会告诉你主要用于线程同步的,意思就是线程通信的。简单来说,比如我运行了2个线程A和B,但是我希望B线程在A线程之前执行,那么我们就可以用信号量来处理。有些人可能会疑惑,那么麻烦干嘛?你不是要B线程先执行吗?那么我让A线程休眠一点时间不就可以了吗?没错,这个思路是可以的,但是如果B线程也因为某些原因(比如硬件,操作系统的原因)导致延缓执行了,这该怎么办?到底A线程该休眠多少时间合适呢?所以正确的做法就是在B线程阻塞,A线程去唤醒这个阻塞线程。
最早用来解决进程同步与互斥问题的机制: 包括一个称为信号量的变量及对它进行的两个原语操作(PV操作)
在操作系统中,进程之间常常会存在相互排斥(都须要共享独占性资源时)和同步(完毕异步的两个进程的协作)两种关系。而信号量和PV操作完美有效的处理了这两种情况。
设 s 是一个记录型数据结构, 一个分量为 int value, 另一个为信号量队列 queue
信号量(Semaphore),有时被称为信号灯,是在多线程环境下使用的一种设施,是可以用来保证两个或多个关键代码段不被并发调用。在进入一个关键代码段之前,线程必须获取一个信号量;一旦该关键代码段完成了,那么该线程必须释放信号量。其它想进入该关键代码段的线程必须等待直到第一个线程释放信号量。
除了原子操作,中断屏蔽,自旋锁以及自旋锁的衍生锁之外,在Linux内核中还存在着一些其他同步互斥的手段。
系统中有一组生产者进程和一组消费者进程,生产者进程每次生产一个产品就放入缓冲区,消费者进程每次从缓冲区中取出一个产品并使用(这里的产品可能是某种数据)
信号量(英语:semaphore)又称为信号标,是一个同步对象,用于保持在0至指定最大值之间的一个计数值。当线程完成一次对该semaphore对象的等待(wait)时,该计数值减一;当线程完成一次对semaphore对象的释放(release)时,计数值加一。当计数值为0,则线程等待该semaphore对象不再能成功直至该semaphore对象变成signaled状态。semaphore对象的计数值大于0,为signaled状态;计数值等于0,为nonsignaled状态.
在并发编程中,为了保证数据的一致性和完整性,需要使用特定的机制来控制多个线程对共享资源的访问。这里主要介绍几个相关的概念:线程的同步和互斥、临界区、临界资源、信号量、以及PV操作。
它可以看成是一种特殊的文件,对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件,并不属于其他任何文件系统,并且只存在于内存中。
信号量是并发编程中常见的一种同步机制,在需要控制访问资源的线程数量时就会用到信号量,关于什么是信号量这个问题,我引用一下维基百科对信号量的解释,大家就明白了。
要想知道一个东西是什么,我都爱去百度百科上搜一搜,输入"信号量",这答案不就来了。
首先Binder是Android中的一种独有的跨进程通信方式,简称IPC。它是专门为Android平台设计的。
DABFFH-B3000H+1=27C00H = 10 0111 1100 0000 0000 = 10 0111 11K = 159K
两个进程的PCB创建虚拟地址空间然后映射到物理内存中,每个进程因为是独立的,所以在物理内存中的地址也不同。 那么共享内存是怎么做到的呢? 首先先在物理内存中申请一块内存。 然后讲这块内存通过页表映射分别映射到这两个进程的虚拟地址空间内,让这两个进程都能看到这块内存。(这里也称为进程和共享内存挂接) 最后如果不想通信了:
该函数的每次都用都返回两次,在父进程中返回的是子进程的PID,在子进程中返回的是0.该返回值是兴许代码推断当前进程是父进程还是子进程的根据。
信号量是一种计数器,用来控制对多个进程/线程共享的资源进行访问。常和锁一同使用。 在某个进程/线程正在对某个资源进行访问时,信号量可以阻止另一个进程/线程去打扰。 生产者和消费者模型是信号量的典型使用。
已经晚上 11 点了,程序员小明的双手还在键盘上飞舞着,眼神依然注视着的电脑屏幕。
linux内核中有多种内核锁,内核锁的作用是: 多核处理器下,会存在多个进程处于内核态的情况,而在内核态下,进程是可以访问所有内核数据的,因此要对共享数据进行保护,即互斥处理; linux内核锁机制有信号量、互斥锁、自旋锁还有原子操作。 一、信号量(struct semaphore): 是用来解决进程/线程之间的同步和互斥问题的一种通信机制,是用来保证两个或多个关键代码不被并发调用。 信号量(Saphore)由一个值和一个指针组成,指针指向等待该信号量的进程。信号量的值表示相应资源的使用情况。信号量S>=0
Linux互斥与同步 零、前言 一、Linux线程互斥 1、基本概念及引入 2、互斥量mutex介绍 3、互斥量的使用 4、互斥量原理 二、可重入/线程安全 1、基本概念 2、线程安全 3、重入函数 4、联系与区别 三、常见锁概念 四、Linux线程同步 1、基本概念 2、条件变量的使用 3、条件变量等待 4、条件变量使用规范 五、POSIX信号量 1、信号量概念及介绍 2、信号量的使用 零、前言 本章主要讲解学习Linux中对多线程的执行中的同步与互斥 一、Linux线程互斥 1、基本概念及引入 互
在上一篇笔记中,我们介绍到了通过信号量机制解决进程同步和进程互斥问题的原理,不过,在遇到实际问题的时候,信号量机制到底是如何发挥作用的呢?这篇笔记将会从几个经典的问题出发,在解决问题的过程中,我们会体会到信号量机制的运用。
* UNIX进程间通信方式: 包括管道(PIPE), 有名管道(FIFO), 和信号(Signal)
1965年,荷兰学者Dijkstra提出的信号量(Semaphores)机制是一种卓有成效的进程同步工具。在长期且广泛的应用中,信号量机制又得到了很大的发展,它从整型信号量经记录型信号量,进而发展为“信号量集”机制。现在,信号量机制已经被广泛地应用于单处理机和多处理机系统以及计算机网络中。
这两天看进程的同步与通信,看了几本书上的介绍,也从网上搜了很多资料,越看越迷惑,被这几个问题搞得很纠结。
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。
消费者获取到商品之后应通知生产者:市场刚刚被消费了一份,出现了空位,你要继续生产。
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