互斥与同步（一）

一、并发的原理

1、竞争条件发生在当多个进程或者线程在读写数据时，其最终结果依赖于多个进程的指令执行顺序。

2、临界资源：两个或更多的进程需要访问的不可共享的资源。

3、临界区：使用临界资源的那一部分代码。

4、互斥

互斥产生的两个问题：死锁、饥饿（如三个进程P1、P2、P3，访问权轮流授予P1，P2，而P3无法访问资源）

二、信号量

1、基本原理：为了在进程之间发信号，定义一个称为信号量的特殊变量，进程传送信号使用 semSignal（s），进程接收信号使用semWait（s）

2、定义：信号量是一个具有整数值的变量，在它之上定义三个原子操作：

•  一个信号量可以初始化成非负数。
• semWait 操作使信号量减1。如果值<0，则执行semWait 的进程被阻塞，否则进程继续执行。—— 让进程进入阻塞队列
  
• semSignal 操作使信号量加1。如果值 <=0（说明现在有进程正被阻塞），则被semWait 操作阻塞的进程将被解除。—— 将一个进程从阻塞队列放到就绪队列

每一个信号量对应一个阻塞队列，信号量的值的相反数是阻塞队列中的进程数。

信号量原语的定义

struct semaphone{      int count;      queueType queue;}void semWait(semaphore s){      s.count--;      if(s.count < 0)     {            place this process in s.queue;            block this process;     }}void semSignal(semaphore s){       s.count ++;       if(s.count <= 0)      {          remove a process P from s.queue;          place process P on ready list;      }}

3、信号量的应用

• 互斥：每个进程在进入临界区之前执行semWait (s)
• 生产者/消费者问题：