进程同步的一些概念复习。
作者:互联网
进程同步
我们把异步环境下的一组并发进程因直接制约而互相发送消息、进行互相合作、互相等待,使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的同步。具有同步关系的一组并发进程称为合作进程,合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。
如果我们对一个消息或事件赋以唯一的消息名,则我们可用过程 wait (消息名) 表示进程等待合作进程发来的消息,而用过程 signal (消息名) 表示向合作进程发送消息。
临界区
每个进程中访问临界资源的那段代码。
进程互斥
诸进程不能同时进入访问同一临界资源的临界区
临界资源
一次仅允许一个进程访问的资源叫做临界资源
原语
操作系统用语范畴。
是由若干条指令组成的,用于完成一定功能的一个过程。
primitive or atomic action 是由若干个机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序,具有不可分割性.即原语的执行必须是连续的,在执行过程中不允许被中断
线程
线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes),但轻量进程更多指内核线程(kernel thread),而把用户线程(user thread)称为线程。
线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以为操作系统内核调度的内核线程,如Win32线程;由用户进程自行调度的用户线程,如Linux平台的POSIX Thread;或者由内核与用户进程,如Windows 7的线程,进行混合调度。
同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源,如虚拟地址空间,文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack),自己的寄存器环境(register context),自己的线程本地存储(thread-local storage)。
一个进程可以有很多线程,每条线程并行执行不同的任务。
在多核或多CPU,或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见,即提高了程序的执行吞吐率。在单CPU单核的计算机上,使用多线程技术,也可以把进程中负责I/O处理、人机交互而常被阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行,编写专门的workhorse线程执行密集计算,从而提高了程序的执行效率。
管程
管程 (英语:Monitors,也称为监视器) 是一种程序结构,结构内的多个子程序(对象或模块)形成的多个工作线程互斥访问共享资源。这些共享资源一般是硬件设备或一群变量。
管程实现了在一个时间点,最多只有一个线程在执行管程的某个子程序。与那些通过修改数据结构实现互斥访问的并发程序设计相比,管程实现很大程度上简化了程序设计
系统中的各种硬件资源和软件资源,均可用数据结构抽象地描述其资源特性,即用少量信息和对资源所执行的操作来表征该资源,而忽略了它们的内部结构和实现细节。
利用共享数据结构抽象地表示系统中的共享资源,而把对该共享数据结构实施的操作定义为一组过程。
可重入编码
可重入代码(Reentry code)也叫纯代码(Pure code)是一种允许多个进程同时访问的代码。 为了使各进程所执行的代码完全相同,故不允许任何进程对其进行修改。程序在运行过程中可以被打断,并由开始处再次执行,并且在合理的范围内(多次重入,而不造成堆栈溢出等其他问题),程序可以在被打断处继续执行,且执行结果不受影响。
wait()消息
signal()消息
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