《操作系统》——并发进程

标签：操作系统   并发   设计   

    在多道程序设计的系统中同时存在着许多进程。他们可能同时装入主存，等待处理器的调度，这就形成的并发进程。对于单核处理器来说，并发进程并不是多个进程同时占用处理器同时执行，而是同时装入主存，至于进程什么时候被执行，这要看进程的调度策略啦！ 谈到并发进程，我就想到进程的并发会产生许多错误，这些错误在我们在设计系统或者编写软件时都是尽量要避免的。 

    那么进程的并发执行为什么会产生错误那？归根到底是并发进程访问共享变量的事，当多个进程访问共享变量的过程中，就有可能会产生与时间有关的错误，或者是死锁。

    一、导图分析

   二、导图分析

   说到进程访问共享资源，我觉得首先先明白进程的同步与进程的互斥问题。

   1、进程的互斥：指当有若干个进程都要使用某一共享资源时，任何时候最多只允许一个进程去使用共享资源，其他要使用的进程必须等待，知道该资源的占用者释放了该资源。

   2、进程的同步：在并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应该等待，知道消息到达后才被唤醒。

   3、与时间有关的错误：多个进程共同执行时，交替的访问了共享变量，但是有一个进程由于自身原因或者外界原因被中断了后，稍后又接着执行，最后导致运行结果出错。

   例如：

   某小区有两扇门，其中一扇门是入口，另一扇门是出口，用一个计数器count显示在小区的人数，当有人进入时，由进程PIN实现计数加一，当有人退出时，由进程POUT减一。这两个进程如下

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">begin
     count: interge                                                               
     count: =0
cobegin
process PIN 
     R1: integer;
begin
     R1:=count;
     R1:=R1+1;
     count: =R1;
end ;

process POUT 
     R2: integer;
begin
     R2:= count;
     R2:=R2-1;
     count:=R2;
end;
coend;
end;</span>

这样执行过后，结果会变成n+1，这就是与时间有关的错误的实例。

    解决办法：采用PV操作，引进PV操作会引进一个叫临界区的名词，临界区是指并发进程中与共享变量有关的程序段。相关临界区是指并发进程中设计到相同变量的那些临界区。PV操作的原理是保证一个进程在临界区执行时，不让另一个进程进入相关临界区执行，即个进程对共享变量的访问是互斥的，这就不会造成与时间有关的错误。对于上面表格的一个例子来说，当进程PIN被打断后，POU不能访问共享变量count，直到PIN进程结束后才让POUT访问，这样最后的结果就正确了。

   三、小结

    解决并发进程之间的错误关键就是解决共享变量的访问方式，当多个进程都想访问共享变量时，我们一定要管理好各个进程的使用规律，不然的话程序就会出错。采用PV操作，让相关进程互斥的进入各自的临界区执行，这样就解决了并发进程间与时间有关的错误。好了，并发进程访问共享变量时，还会产生死锁，要想看死锁的形成原因及解决办法，请关注我的下一篇博客！

《操作系统》——并发进程

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原文地址：http://blog.csdn.net/zhoukun1008/article/details/45371363