并发执行问题说课讲解.ppt

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。
第4章 进程同步与通讯、进程死锁的进程标识pid；子进程fork（）调用的返回值是0。
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。
多进程实现前述的读写并发程序
pid = fork（ ）；
if pid = = 0 then
{ read（b）；
exit（0）；}
else
read（a）；
return_pid = wait（&status）；
c = a+b；
write（c）；
进程的互斥与同步
互斥关系（亦称间接制约关系）:
即进程间因相互竞争使用独占型资源（互斥资源）所产生的制约关系。
同步关系（亦称直接制约关系）:
指完成同一任务的伙伴进程间，因需要在某些位置上协调它们的工作而相互等待、相互交换信息所产生的制约关系。
临界段问题（互斥问题）
例1： P1,P2两进程使用同一打印机。如果不互斥使用会交叉输出。
Entry code
exit code
使用打印机
P1
Entry code
exit code
使用打印机
P2
Parbegin
Program A: begin
N:=count;
N:=N+$100;
count:=N;
end;
Program B: begin
M:=count;
M:=M+$200;
count:=M;
end;
Parend;
例2: 对共享变量count的互斥访问。
互斥执行
例3：有限缓冲区的生产者/消费者问题（生产者和消费者共享一个产品缓冲队列)。
INST
NEXT
共享N个缓冲区
P1 P2 … Pm
C1 C2 …Cn
INST
Nil
INST
NEXT
First
INST
NEXT
First
type item=…; #缓冲区中数据的类型
type buffer=record
inst: item;
next: pointer to buffer;
end;
var P，C，First：pointer to buffer;
nextp，nextc：item;
First:= nil;
数据结构
new(P); #获得一空缓冲区
:=nextp;
:=First;
First:=P;
until false;
end;
Parbegin
Producer：
begin
repeat
…
produce an item in nextp;
...
…
consume the item in nextc;
…
until false;
end;
Parend;
Consumer：
begin
repeat
while first=nil do skip; #空循环等
C:=First;
first:=;
nextc:=