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第七讲 并发执行问题
目的与要求：了解并行程序的高级语言表示与操作系统支持下的实现；同步与互斥问题。
重点与难点：并行程序中的同步与互斥
作业：例举两个现实生活中需要同步与互斥的例子。
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第4章 进程同步与通讯、进程死锁 并发的需求
操作系统应尽量支持用户态程序最大限度地并行执行。
程序设计要利用OS对并行运行的支持，安排并行事务并行执行。
操作系统核心程序也要尽可能地并发运行
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并发程序
传统的串行程序存在着并行成分：
Read (a)；
Read (b)；
c = a + b；
Write (c)
Read（a）和Read（b）两个语句可并发执行。
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识别程序中的并发成分有两种方法：
程序员写顺序程序，用识别工具识别并发成分。再组织使用操作系统的并发机制。
由程序员识别并发成分，用并发程序设计语言设计并发程序，由编译系统安排并发；或直接利用操作系统的系统调用/或高级并发程序库设计并发程序。
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并发程序设计语言 --- 并发语句
它是一种高级语言；
语法形式：
Parbegin S1；S2； …Sn； Parend；
Si（i=1，2，…，n） 是单个语句。
Parbegin和Parend之间的语句可以并发执行。
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并发语句示例
前面那个串行读写程序可以改为：
Parbegin
read（a）；
read（b）；
Parend；
c= a+b；
write（c）；
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并发语句描述手段的优缺点
并发语句Parbegin/Parend的结构化特征非常好。
但存在着描述能力不强的缺点，即存在着用Parbegin/Parend语句无法描述的并发优先关系。
若能辅以其他手段（如本章后续将介绍的信号量机构），则并发语句可以大大增加其描述并发的能力。
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并发程序实现
前面是对并发的高级语言描述，要真正实现并发执行，需要通过OS支持的进程机制。
OS提供进程创建，结束和同步的系统调用，可直接提供给用户编写并行程序；或由并行语言编译器将并发语言的语句转化为对OS 的系统调用。
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与进程相关的系统调用
UNIX操作系统利用进程支持并发执行；
它提供了如下系统调用：
fork（）：创建一个新进程。该系统调用执行完成后，系统已创建了一个子进程，该子进程继承了父进程的程序空间，复制了父进程的数据段和栈段。也就是说不管是父进程还是子进程，在占有处理机后，都从fork（）调用的返回点开始运行，而父进程fork（）调用的返回值是子进程的进程标识pid；子进程fork（）调用的返回值是0。
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exit（status）：进程结束。该系统调用发出后，操作系统将从系统中删除调用exit的进程，并将status值传给等待它结束的父进程。
wait（&status）：等待子进程结束。当有多个子进程时，任一个子进程结束即将控制返回调用者，并将子进程调用exit（status）时的status值送到&status指针所指单元中。在控制返回调用者时，同时将所等到的子进程pid作为wait（）系统调用函数的返回值。
waitpid（pid，…）：等待pid所指定的进程结束。
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