【操作系统原理-陈渝老师】第九章 同步与互斥

0.总览

 

1.背景

(T1)Process1中的nextpid(此时是100)赋值给Reg1；
(T2)Process1中的再把Reg1存给new_pid,new_pid也是100；
(T3)发生切换，Process2加载new_pid的值给Reg1,则此时new_pid和Reg1中的值都是100；
(T4)Process2执行STORE Reg1 next_pid 将寄存器1中的值给new_pid,new_pid也是100;
(T5)Process2执行INC Reg1 给Reg1的值+1,此时Reg1的值变成101了;
(T6)Process2执行STORE Reg1 next_pid 将Reg1的值赋值给next_pid,此时next_pid的值就是101了;
(T7)切换回Process1进行执行,INC Reg1,指令很简单,是给Reg1做+1操作,这个时候我们想要的Reg1的值
    是102,但是我们实际得到的寄存器的值还是101,为什么呢？因为切换回进程1进行执行后,Reg1依然保 
    存着100这个值;
(T8)Process1执行STORE Reg1 next_pid,当然下一步中的next_pid也无法被更新为102,此时的next pid的值是101.

我们预期的结果是Process1的PID是100，Process2的PID是101，且next_pid是102；
    实际的结果是Process1的PID是100，Process2的PID是100，且next_pid是101.
所以这个是一个异常情况.
实际上会有很多中情况,结果是不确定的,但是我们希望结果是固定的.

用软硬件结合的方式使得这4个步骤不可被打断.

2.一些概念

2.1 竞态条件

2.2 原子操作(Atomic Operation)

2.3 临界区&互斥&死锁&饥饿

2.4 实际生活中的举例&如何解决竞态导致的问题

2.4.1 希望有人在面包没有的情况下去买且只买一个面包

2.4.2 使用便签来避免购买太多面包

2.4.3 两个标签

2.4.4 更复杂的两个标签

2.4.5 假设我们有锁

 

 

3.临界区的特点

 

4.保护临界区的方法

4.1 禁用硬件中断

4.2 基于软件的解决方案

4.2.1 满足互斥，但有时候不满足前进原则

4.2.2 不满足互斥

4.2.3 满足互斥但会出现死锁

4.2.4 Pertonson算法

百度百科上关于Peterson算法的链接